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Titolo: Studio indica che le connessioni del cervello sono innate

  16 NOVEMBRE 2000
  STUDIO INDICA CHE LE CONNESSIONI DEL CERVELLO SONO PREVALENTEMENTE
  INNATE.
  DURHAM, N.C. - I neurobiologi del Duke University Medical Center
  mappando il sistema visuale dei furetti neonati hanno fatto scoperte
  che mettono in discussione l'idea accettata per lungo tempo che i
  circuiti del cervello siano largamente costruiti dall'esperienza.
  Piuttosto, sostengono i ricercatori, la maggioranza della
  circuitazione cerebrale e' innata, con l'esperienza che agisce
  meramente per inibire o stimolare connessioni pre-esistenti.
 
  La scoperta, pubblicata nel numero del 17 Novembre della rivista
  Science, mette in questione un dogma fondamentale dello sviluppo
  del cervello, ovvero che le iniziali esperienze sensorie siano
  critiche nel determinare le connessioni di base del cervello.
  Justin Crowley e Lawrence Katz, che hanno diretto lo studio, hanno
  scelto di studiare i neonati dei furetti poiche' le loro connessioni
  cerebrali relative all'apparato visivo sono equivalenti a quelle 
  di altri mammiferi in stato fetale. L'obiettivo dei ricercatori 
  e' stato quello di determinare la "colonna di dominanza oculare"
  nell'area del cervello nella corteccia visiva. La presenza di
  queste colonne alternate simili a strisce di nervi, costituisce 
  l'evidenza che il sistema visivo ha stabilito una componente base
  del circuito visivo adulto, formando un gruppo di cellule nervose
  nella corteccia visiva che rispondono agli input da un occhio o
  dall'altro. 
  Gli scienziati hanno usato una innovativa tecnica chirurgica che 
  gli ha permesso di iniettare delle sostance traccianti in modo 
  piu' preciso al fine di rivelare le connessioni neurali dall'occhio
  alla corteccia. 
  "L'ultimo studio chiaramente ha rivelato la presenza di colonne
  nei neonati molto prima di quanto sospettato" ha commentato Katz,
  e le misure degli scienziati hanno mostato che in dimensioni,
  spaziatura e disposizione le colonne corrispondono da vicino
  a quelle precedentemente trovate negli adulti.
  Cosa ancora piu' importante, quando i ricercatori hanno tracciato
  le colonne nei neonati di furetti che ricevevano informazioni 
  visive solo da un occhio, questi animali continuavano a mostrare
  un mormale sviluppo delle colonne. Questi risultati confermano
  che le colonne non richiedono informazioni dagli occhi per
  svilupparsi normalmente.
  "Per circa tre decenni, le colonne di dominanza oculare sono
  servite come una sorta di Stele di Rosetta per comprendere come i
  circuiti cerebrali formano le connessioni, ed in particolare per
  comprendere il ruolo dell'attivita' neurale e dell'esperienza nel
  costruirli." ha detto Katz. "L'idea prevalente era che tale
  attivita' era critica per stabilire circuiti cerebrali. Fino ad
  ora, il concetto era che le connessioni negli infanti non erano
  specificate accuratamente, e che l'esperienza e l'ambiente erano 
  necessari per raffinare connessioni iniazialmente grossolane e 
  crude, per un processo di eliminazione, nella disposizione adulta."
 
  "Questa scoperta, in un certo senso, ridefinisce l'intera questione
  'Nature versus Nurture' (geni contro esperienza), poiche' mette
  in discussione la nozione che i cervelli degli infanti animali e le
  loro connessioni siano una 'tabula rasa' da definire o una versione
  meno specializzata di quelli adulti. Piuttosto, la scoperta
  suggerisce che il cervello di un animale o di un uomo inizia la
  vita con una chiara idea di cosa aspettarsi, cioe' possiede una
  struttura modulare gia' rappresentante la 'migliore ipotesi'
  su quelle esperienze che l'animale incontrera'.
  Se la normale esperienza arriva, questo template e' preservato
  e ingrandito. Ma se l'animale incontra qualcosa di differente
  dirante un periodo critico immediatamente successivo alla nascita,
  c'e' allora la possibilita' di alterare queste connessioni.
  Furono questi ultimi dati a condurre gli studiosi a credere
  che le influenze esterne nel costruire le connessioni durante
  questo periodo successivo erano le stesse influenze che generavano
  le connessioni durante l'iniziale stabilirsi dei circuiti. 
  Era una interessante ipotesi, ma non necessariamente quella
  corretta."
  Secondo Katz, la scoperta enfatizza l'importanza di concentrare
  gli attuali sforzi della ricerca sugli intricati preordinamenti
  molecolari che guidano la formazione delle connessioni nel
  cervello.
  "Mentre fino ad ora molti scienziati hanno cercato disperatamente
  il meccanismo per mezzo del quale l'attivita' guida la competizione
  neuronale a formare certe strutture cerebrali," Katz ha aggiunto,
  "noi stiamo finalmente offrendo la prova che protrebbe non esserci
  alcuna competizione. Piuttosto, i neuroni negli animali in sviluppo 
  potrebbero formare connessioni basate su etichette molecolari. 
  Noi crediamo che la ricerca di queste molecole guida e' critica
  per comprendere la fase di sviluppo del cervello."
  News originale:   
 
http://www.eurekalert.org/releases/duke-sit111300.html
  A presto!
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                            |
  Emanuele Sabetta,         |  "I'm an explorer, ok?
 
ema...@tiscalinet.it
     |          I like to find out..."
                            |                           
                            |                    Richard Feynman
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   nei neonati molto prima di quanto sospettato" ha commentato Katz,
Ciao Emanuele
Voglio aggiungere un paio di commenti.
1. Katz e Crowley hanno in certo senso fatto uno studio molto elegante
e raffinato per dimostrare in maniera inconfutabile l'esistenza
dell'acqua calda.  Nel senso che esistevano già prove schiaccianti del
fatto che lo sviluppo funzionale del sistema visivo non richieda
l'esperienza sensoriale. Senza entrare nei dettagli, chiunque si può
convincere di questo osservando una scimmia neonata. Una scimmia appena
nata VEDE nostante il suo sistema visivo sia assolutamente vergine.
Esiste un interessante twist alla vicenda. Lo sviluppo del sistema
visivo durante lo sviluppo embrionale è dipendente comunque
dall'attività elettrica dei neuroni. Se si blocca l'attività elettrica
nei neuroni della retina QUANDO GLI OCCHI SONO ANCORA CHIUSI si
compomette lo sviluppo del sistema visivo. Questo accade perchè,
durante lo sviluppo le cellule retiniche hanno un'attività elttrica
spontanea altamente sincrona. In pratica è come se "simulassero"
un'esperienza visiva. Se le stazioni superiori del sistema visivo non
ricevono questa attività altamente sincrona non possono svilupparsi
correttamente ed è questa attività spontanea che porta alla formazione
delle colonne di dominanza oculare.
Ciao
Sandro
--
Alessandro Cellerino, Socio GAEL
thala...@XXyahoo.com (levare XX per ottenere l'indirizzo)
www.in.pi.cnr.it/Cellerino.htm
il mio libro: 
www.erosecervello.com
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Before you buy.

l'esperienza sensoriale. 
 
 Ci contavo su un tuo commento, visto anche il tuo campo di
 ricerca. Approfitto per chiederti una cosa. Lo studio del '70
 Huber e Wiesel sui gattini e' quello a cui fanno riferimento
 nell'articolo parlando di dogma vecchio di tre decenni? O e'
 un altro il lavoro che ha suggerito l'idea di plasticita'
 corticale critica di cui parla Katz? Me lo sono sentito citare
 qualche volta addosso contro la EP, e mi chiedevo se fosse proprio
 quello.


  quello.
Allora l'esperimento di H&W dimostra che durante un PERIODO CRITICO
dello sviluppo le colonne di dominaza oculare (CDO) sono plastiche, il
che vuol dire: se chiudi un occhio per alcuni giorni, quando lo riapri
e l'animale sono ci vede più da quell'occhio (comportamento), la
corteccia non risponde più all'occhio chiuso (fisiologia) e le colonne
relative all'occhio chiuso si restringono (anatomia). Questo è vero ed
è stato confermato centinaia di volte. Quello che è sbagliato è il
seguente dogma: quando le CDO sono plastiche, gli input provenientio
dai due occhi sono mescolati tra loro, la fine del periodo critico
coincide con la segregazione delle CDO. Altri studi (dei quali quello
di Katz e Crowley è sopo l'utlimo) hanno dimostrato che nei primati (la
cosa potrebbe essere differente nei gatti) le CDO son PRESENTI ALLA
NASCITA è ciò nonostante SONO PLASTICHE.
Comunque il punto è questo il PERIODO CRITICO è determinato
genticamente e si comincia a sapere da quali geni. Ad es. se blocchi
l'azione del NGF (quello scoperto dalla Rita-Levi Montalcini) il
periodo critico si allunga, se aumenti la produzione di NGF il periodo
critico si accorcia; se blocchi l'azione del gene GAD 67, la plasticità
della corteccia visiva è distrutta. Inoltre è estremamente probabile,
anche se non è stato dimostrato ancora in forma certa, che
l'espressione dei geni che codificano i recettori per il glutammato di
tipo NMDA è uno dei fattori critici per determinare la durate del
periodo critico.
Quindi: la corteccia visiva è plastica, le basi di questa plasticità
sono GENETICHE e si sta cominciando a capire in che modo questi geni
funzionano.
Comunque non esagerare quando dici che le connessioni sono fissate
geneticamente. E' vero a livello globale, ma le connessioni fini sono
regolate dall'attività elettrica. L'esempio migliore è fornito dallo
sviluppo della mappa topografica che connette la retina al tetto
ottico. Durante lo sviluppo embrionale precoce esiste un gradiente di
espressione di alcuni geni (Ephrin receptors) dalla regione nasale alla
regione temporale della retina che è riflesso da un gradiente antero-
posteriore nell'espressione di Ephrin nel tetto ottico. Il risultato è
che la retina nasale è conessa con il tetto anteriore, la retina
temporale è conessa con il tetto posteriore. Questo arrangiamento è
GENETICAMENTE DETERMINATO, ed origina la fatto che le ephrine sono
repulsive e quanto più recettore esprime una cellual retinita, tanto
più bassa è la concentrazione di ephrina necessaria perchè il cono di
crescita collassi e quindi in pratica le cellule della retina nasale si
fermano prima e quelle della retina temporale possono andare più
avanti. In questo modo si ottiene una mappa grossolana. La mappa viene
poi raffinata in dipendenza dell'attività elettrica SPONTANEA come
spiegato nel post precendete. Anche in questo caso, è stato dimostrato
che il raffinamente attività-dipendente richiede la presenza di almeno
due geni: il gene per BDNF (un fattore simile a NGF) e il gene per
l'enzima ossido-nitrico-sintetasi.
Ma pensi che gli tudi di plasticità davvero possano creare un problema
alla EP? Forse dovrei scrivere un commento (molto più dettagliato di
questo) sulle basi genetiche della plastictà, intitolarlo
Do studies on neural plasticity REALLY contradict the assumptions of EP?
E mandarlo via e-mail a Lena Cosmides.
Ciao
Sandro
P.S. Hai guardato il sito del libro? Cosa ne pensi?


delle colonne di dominanza oculare.
Che poi interagiscono con l'ambiente visivo... 
Perfetto... QED!
VR
P.S. Ciao Sandro... ho visitato il tuo sito web.
Complimenti per il curriculum!
Ho anche scaricato il cap. 5.
Senti... il tuo libro e' disponibile nelle librerie?
Vorrei visionarlo... perche' penso che lo comperero'.
Poi. Posso darti un umile consiglio?
Perche' non ci parli delle conclusioni dello stesso? Magari apri un
thread dove fai un sintetico riassunto... e ci espliciti -
sinteticamente - le conclusioni piu' interessanti e inedite?
Ci farai forse crescere la curiosita'!
Questo se permetti... lasciatelo dire... va a favore del tuo lavoro di
scrittore...
Ciao...

P.S. Hai guardato il sito del libro? Cosa ne pensi?
Posso rispondere per me?
Good... vedi altro post!
Ciao e complimenti!
VR

P.S. Hai guardato il sito del libro? Cosa ne pensi?
 Fantastico, mi comprero' il libro appena esce. Se avra'
 l'impatto sul pubblico che hanno avuto i testi americani 
 ed inglesi sullo stesso argomento, l'italia respirera'
 una gran boccata d'aria (e tu purtroppo finirai al maurizio costanzo
 show! ;-)). Non ti faccio solo complimenti comunque, perche' ne
 starai ricevendo tanti e non voglio passare per un fanatico acritico.
 Ti riporto una piccola osservazione invece. La frase "La simmetria
 potrebbe essere un indicatore di portatori di geni 'di alta qualità'
 che riporti dal capitolo 5, non e' un pelino troppo gene-centered?
 A quanto ne sapevo io, lo sviluppo della parte destra e
 sinistra del corpo sono programmati dagli stessi geni (proprio
 qui sta il risparmio), quindi quali che essi siano, avrai SEMPRE
 (in teoria) una simmetria perfetta. Ma ecco che qui entrano in gioco
 i parassiti, le ferite, le malattie, la malnutrizione, ecc.
 Ogni evento successivo alla nascita (anzi, gia' dall'utero
 materno inizia una disparita' nell'afflusso sanguigno tra
 destra e sinistra in caso di malnutrizione) provoca un
 qualche allontanamento dalla simmetria, e questi sono
 indici che la selezione sessuale cerca per identificare
 il partner piu' in salute, che ha subito meno stress fisici,
 meno malattie, ecc. ed e' quindi meno probabile che muoia in
 futuro. Da quello che sapevo io la simmetria e' riconosciuta
 dal cervello come positiva in un partner perche' predice la
 sua life expectancy, non solo i suoi buoni geni. Ovviamente la
 tua frase e' corretta ugualmente, perche' se una persona
 ha un sistema immunitario migliore e una resistenza
 fisica superiore, a parita' di stress ambientale, presentera'
 anche un corpo sviluppato piu' simmetricamente. E queste
 caratteristiche sono certamente genetiche, quindi anche
 qui si potrebbe parlare di multifattorialita' nell'evoluzione
 del modulo estetico della simmetria. Cosi' tale modulo
 prende due piccioni con una fava: valuta sia la resistenza del suo
 genoma ai parassiti che l'attuale salute fisica della persona con
 un colpo d'occhio. (Vedi: S.W.Ganestad, R. Thornhill and R.A.
 Yeo, "Facial attractiveness, developmental stability and fluctuating
 asymmetry", Ethology an Sociobology, 15, 1994, 73-85. E anche
 degli stessi autori: "Human facial beauty: averageness, symmetry and
 parasite resistance", Human Nature, 4, 1993, 237-269.).
 Ma forse lo avrai scritto nel capitolo 10, quello sulla bellezza,
 che non vedo l'ora di leggere. A questo riguardo, hai letto il
 recente libro di Nancy Etcoff, "Survival of the Prettiest"? E'
 fantastico, specialmente la bibliografia... una miniera d'oro. ;-)


 scrittore...
Magari su it.scienza? OK lo faccio nei prossimi giorni.
Ciao
Sandro


  recente libro di Nancy Etcoff, "Survival of the Prettiest"?
No, ma lo prenoto subito su Amazon. Sto pensando di cominciare a fare
del lavoro sperimentale nel campo (percezione della bellezza) anche
perchè sto coinvolgendo dei colleghi matematici che hanno delle ottime
idee su come trattare analiticamente le facce


QED!!! ;-D
 Mi fai ammazzare dal ridere Veroli'... sei tutto contento perche'
 Cellerino ti ha dato ragione. Questa 'emozione' sai che cosa la
 stimola? Uno di quei moduli che tu CREDI di aver confutato con la
 plasticita', quello dello status, che e' appunto un meccanismo di
 sicurezza creato per evitare tu perda credibilita' agli occhi del
 tuo branco (che in questo mondo maladattivo e' il newsgroup), e
 costringe ogni maschio a cercare di avere ragione nelle discussioni
 a tutti i costi.
 Insomma, un incredibile caso di autoreferenzialita'. ;-)


Magari su it.scienza? OK lo faccio nei prossimi giorni.
O.K.!
Facci sapere... e posta anche qui che non guasta!
VR

  A presto!
Anche a te... ma cerca di attivare moduli cognitivo e socio ontologici
piu' efficienti... che con questi ti ci fai male! ;-D
VR