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Il ritmo del cervello diventa un disegno psichedelico

Grazie a modello matematico che ne descrive le reazioni agli stimoli

26 gennaio, 17:33
La matematica descrive il ritmo del cervello come un disegno psichedelico (fonte: Leandro Alonso) La matematica descrive il ritmo del cervello come un disegno psichedelico (fonte: Leandro Alonso)

Blu elettrico, arancione, giallo acido, e poi ancora azzurro, porpora e tanti altri colori sgargianti, che si mescolano in modo disordinato a formare un disegno quasi psichedelico: ecco come appare il ritmo del cervello visto attraverso gli occhi della matematica. A dipingerlo così sono i diagrammi frutto di un nuovo modello numerico, sviluppato alla Rockefeller University di New York per descrivere le oscillazioni dell'attività elettrica dei neuroni: illustrato sulla rivista Chaos, potrà aiutare a capire come il cervello reagisce agli stimoli esterni, anche in caso di malattia.

Le reazioni agli stimoli
Il ritmo dell'attività elettrica del cervello è infatti cruciale per la trasmissione delle informazioni: nei topi, ad esempio, si è visto che le oscillazioni nella regione dell'ippocampo codificano le informazioni che descrivono la posizione dell'animale nello spazio. Negli esseri umani, invece, la loro funzione precisa rimane ancora tutta da chiarire. Finora, infatti, le oscillazioni dell'attività neurale sono spesso studiate nei casi di epilessia e nei disturbi del sonno. L'aspetto di questa attività che più interessa i neuroscienziati è la capacità del tessuto nervoso di rispondere agli stimoli esterni con diversi tipi di oscillazione. ''Queste diverse reazioni - spiega il ricercatore Leandro Alonso - sollevano molte domande: come è possibile che lo stesso tessuto neurale faccia cose diverse in tempi differenti? Come fanno le connessioni e le dinamiche intrinseche dei circuiti nervosi ad alterare l'informazione?''.

Il modello matematico
Per trovare le risposte, Alonso è partito dal modello computazionale di Wilson-Cowan, usato nelle neuroscienze per descrivere l'attività media delle popolazioni di neuroni interconnessi, e ha così definito un nuovo strumento matematico che permette di esplorare tutto il vasto spettro di risposte che può essere generato da un semplice circuito di neuroni. I diagrammi colorati rappresentano visivamente proprio l'ampia gamma di reazioni in risposta a piccole variazioni di frequenza e ampiezza di uno stimolo esterno.

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