WIRELESS

WIRELESS – Funzioni motorie e cognitive della corteccia premotoria dei primati durante libere interazioni sociali

Progetto finanziato dal Consiglio Europeo della Ricerca, ERC stg grant 678307, 1 Ottobre 2016- 30 Settembre 2021, 1.499.338 €

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Numerosi studi hanno dimostrato che la corteccia premotoria dei primati svolge un ruolo cruciale non solo nell’organizzazione del movimento ma anche nelle funzioni percettive e socio-cognitive. Tuttavia, questi studi sono stati effettuati esclusivamente in contesti classici di laboratorio, che limitano profondamente la possibilità di comprendere i meccanismi neurali alla base dei comportamenti naturali.

Per risolvere questo problema stiamo adottando un nuovo approccio che consiste nella registrazione dei neuroni dalla corteccia premotoria con sistemi multielettrodo cronici, suddivisa in due fasi: in primo luogo, le proprietà di risposta dei singoli neuroni vengono caratterizzate in un ambiente di laboratorio tradizionale e controllato, riducendo le possibilità di movimento dell’animale; quindi, nella stessa sessione sperimentale, l’attività degli stessi neuroni viene registrata in modalità wireless durante interazioni libere della scimmia con il suo ambiente fisico e sociale. Il progetto si concentrerà inizialmente su neuroni appartenenti alla rappresentazione del’arto superiore delle aree premotorie ventrale (cioè aree F4 e F5) e dorsale (area F2vr), ben note per il loro ruolo nelle trasformazioni sensorimotorie, nella codifica degli scopi motori, nella rappresentazione dello spazio e nel riconoscimento delle azioni osservate. Lo stesso paradigma verrà quindi applicato allo studio dell’area pre-supplementare motoria (F6), un ponte di comunicazione cruciale tra le regioni prefrontali e la corteccia premotoria il cui ruolo nelle funzioni socio-cognitive rimane ancora praticamente sconosciuto. Infine, mediante la registrazione cronica simultanea dell’attività neuronale dalle varie suddivisioni della corteccia premotoria, valuteremo prima le interazioni funzionali tra queste aree in contesti classici di laboratorio e nell’animale libero e analizzeremo la causalità in queste interazioni manipolando chimicamente l’attività neuronale di una regione registrando l’attività di un’altra.

Il progetto si propone di rivelare il ruolo della corteccia premotoria nelle funzioni motorie e sociali durante i comportamenti naturali. Inoltre, potrebbe aprire nuove possibilità per futuri studi di plasticità neurale e riorganizzazione di funzioni motorie, cognitive e sociali etologicamente rilevanti in seguito alla manipolazione chimica dell’attività neurale e di lesioni cerebrali virtuali.

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Una scimmia libera di muoversi nella gabbia di plexiglass, mentre la sua posizione è registrata dal sistema di telecamere.

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Ricostruzione software dell’avatar della scimmia.