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I ricercatori hanno identificato i cambiamenti legati all’età nelle oscillazioni della banda gamma nella corteccia uditiva dei bambini

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Foto di un partecipante allo studio (pubblicata con il consenso dei genitori). Credito: Vardan Arutiunian et al.

I ricercatori dell’HSE Center for Language and Brain hanno identificato cambiamenti legati all’età precedentemente sconosciuti nell’attività cerebrale durante la percezione delle informazioni uditive in un gruppo di bambini di età compresa tra 7 e 12 anni. I ricercatori hanno utilizzato la magnetoencefalografia (MEG), un metodo ultra preciso di registrazione dell’attività cerebrale. I risultati ottenuti possono essere utilizzati per esplorare le difficoltà di comprensione del linguaggio nei bambini con autismo. Lo studio è stato pubblicato nel Mappatura del cervello umano.

I neuroni sono cellule cerebrali che comunicano tra loro tramite segnali elettrici. È noto che durante la percezione e l’elaborazione delle informazioni (comprese le informazioni acustiche), non solo l’attività elettrica totale dei neuroni è significativa, ma anche l’attività ritmica dei gruppi di neuroni in diverse gamme di frequenza. Le oscillazioni corticali della banda gamma sono un tipo di attività cerebrale ritmica che gioca un ruolo significativo nella percezione. I ritmi gamma sono oscillazioni nel cervello umano con frequenze da 30 a 150 Hz.

Studi precedenti hanno riportato difficoltà nel rilevare una risposta gamma nei bambini piccoli. Gli scienziati attribuiscono questo al fatto che questo tipo di attività cerebrale è associato al sistema inibitorio, che matura entro la pubertà e, di conseguenza, il potere delle oscillazioni gamma aumenta con l’età entro la prima pubertà nei bambini. Inoltre, i ritmi gamma riflettono l’equilibrio tra l’eccitazione neurale e l’inibizione nel cervello, quindi i cambiamenti legati all’età nella potenza gamma indicano i cambiamenti legati all’età di questo equilibrio.

I ricercatori dell’HSE Center for Language and Brain hanno studiato i cambiamenti legati all’età nell’attività delle oscillazioni gamma nella corteccia uditiva in 30 bambini delle scuole primarie a sviluppo tipico (7-12 anni). I ricercatori hanno utilizzato il classico paradigma Auditory Steady-State Response, presentando toni modulati in ampiezza nella gamma di 40 Hz. Questo paradigma consente la registrazione dell’attività ritmica dei neuroni nella corteccia uditiva ad una frequenza di 40 Hz (cioè, ritmi gamma). Per registrare l’attività cerebrale i ricercatori hanno utilizzato un metodo unico di magnetoencefalografia (MEG), che consente di registrare l’attività totale dei neuroni con buone risoluzioni temporali e spaziali. In altre parole, gli scienziati possono identificare come scorre il segnale con una risoluzione di millisecondi e determinare la localizzazione della fonte di attività nella corteccia cerebrale.

I risultati hanno dimostrato che la potenza delle oscillazioni gamma nella corteccia uditiva cambiava con l’età: la potenza era maggiore nei bambini più grandi che in quelli più piccoli. Inoltre, i ricercatori hanno dimostrato per la prima volta che la localizzazione corticale di questa attività può anche cambiare con l’età.

Nei bambini più grandi, la sorgente si trovava più posteriormente nella corteccia uditiva primaria rispetto a quelli più giovani. Inoltre, i ricercatori hanno dimostrato per la prima volta che anche il secondo tipo di attività (la risposta neuromagnetica totale a uno stimolo uditivo) nella stessa parte del cervello cambia con l’età: l’ampiezza diminuisce nei bambini più grandi.

Infine, i risultati hanno mostrato che i due tipi di attività cerebrale erano correlati tra loro: maggiore è la potenza dell’attività ritmica nella gamma gamma, minore è l’ampiezza della risposta magnetica totale allo stimolo. I ricercatori ritengono che tutti questi effetti siano associati a cambiamenti legati all’età nell’equilibrio tra eccitazione e inibizione.

“Questi cambiamenti legati all’età in diversi tipi di attività possono essere parti dello stesso meccanismo di sviluppo nella corteccia uditiva. Pensiamo che sia importante comprendere tutti questi meccanismi, poiché in futuro possono contribuire allo studio della percezione uditiva nella bambini con sviluppo atipico. Ad esempio, un gran numero di studi ha rivelato il funzionamento atipico delle oscillazioni gamma nei bambini con autismo. È probabile che questo sia uno dei meccanismi neurofisiologici di compromissione della comprensione del linguaggio in questi bambini”, afferma Vardan Arutiunian, autore dell’articolo e ricercatore junior presso l’HSE Center for Language and Brain.


Fornito da National Research University Higher School of Economics

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