Cervello umano: individuati misteriosi e intricati segnali a spirale, simili a vortici

Nel cervello umano sono stati individuati misteriosi segnali a spirale che turbinano come vortici. Gli scienziati non sono sicuri di cosa crei i segnali a spirale, ma potrebbero essere importanti per l’esecuzione di intricate attività cerebrali.

Gli scienziati dell’Università di Sydney e dell’Università di Fudan hanno scoperto queste onde cerebrali a spirale che si verificano naturalmente nello strato esterno del cervello.

“Questi schemi a spirale presentano dinamiche intricate e complesse, muovendosi sulla superficie del cervello e ruotando attorno a punti centrali noti come singolarità di fase. Proprio come i vortici che agiscono nella turbolenza”, ha dichiarato Pulin Gong, professore associato dell’Università di Sydney, in un comunicato ufficiale.

Una scoperta ottenuta con la risonanza magnetica nucleare

I segnali sono stati identificati nelle scansioni cerebrali di 100 giovani individui sani utilizzando la risonanza magnetica funzionale (fMRI). I segnali sono emersi sia durante il riposo che durante lo svolgimento di qualsiasi attività.

Queste spirali sono state osservate nella corteccia cerebrale, lo strato più esterno del cervello. Quest’area è responsabile di una serie di funzioni cognitive, tra cui la percezione, la memoria, l’attenzione, il linguaggio e la consapevolezza.

Il team ipotizza che le onde cerebrali a spirale organizzino i processi cognitivi funzionando come un collegamento tra le diverse parti del cervello. Ciò potrebbe consentire al nostro cervello di elaborare più velocemente le informazioni quando si svolgono attività complesse. Quindi il collegamento non sarebbe lineare, ma a spirale. 

Questi segnali a spirale sembrano verificarsi ai “confini” del cervello che normalmente separano le varie aree funzionali. È probabile che la spirale colleghi aree separate in reti attraverso il movimento, consentendo una trasmissione ottimale dei comandi tra reti cerebrali diverse.

“Nella nostra ricerca abbiamo osservato che queste spirali cerebrali interagenti permettono di riconfigurare in modo flessibile l’attività cerebrale durante vari compiti che coinvolgono l’elaborazione del linguaggio naturale e la memoria di lavoro, cosa che ottengono cambiando le loro direzioni di rotazione”, ha detto Yiben Xu, dottorando e autore principale di questo studio.

La scoperta può aiutare a comprendere meglio alcuni disturbi cerebrali

Il ruolo preciso di questi vortici cerebrali è sconosciuto, tuttavia potrebbero essere utili per comprendere lo sviluppo di disturbi cerebrali. La corteccia è colpita da diverse malattie neurologiche, tra cui il morbo di Alzheimer.

È probabile che questi segnali a spirale siano compromessi nelle persone affette da uno di questi disturbi cerebrali. I medici possono utilizzare queste conoscenze per esaminare il ruolo del movimento a spirale nelle malattie cerebrali.

Gli autori, d’altra parte, sottolineano che i risultati potrebbero essere utilizzati per creare macchine informatiche avanzate per studiare le intricate operazioni sottostanti del cervello.

“Le intricate interazioni tra più spirali coesistenti potrebbero consentire di condurre le computazioni neurali in modo distribuito e parallelo, portando a una notevole efficienza computazionale”, ha aggiunto Gong.

Il team ha affermato che la comprensione del funzionamento delle spirali può aiutarci a comprendere meglio le funzioni fondamentali del cervello. Si pare una nuova fase nella comprensione delle capacità di elaborazione e di pensiero del cervello.