05 ottobre 2012

Mappatura delle relazioni tra occhio e cervello. Studio pubblicato su Current Biology il 4 Ottobre 2012.

Studiando i reduci della Prima Guerra Mondiale che avevano subìto lesioni della corteccia visiva e presentavano aree di cecità nel loro campo visivo, il neurologo britannico Gordon Holmes riuscì a determinare il modo in cui la retina viene mappata sulla corteccia cerebrale.
I punti ciechi potevano essere riconosciuti facendo chiudere un occhio ai pazienti e muovendo una luce in diverse posizioni del campo visivo, mentre essi guardavano un punto fisso. Un gruppo di ricercatori dell'Università della Pennsylvania ha perfezionato la mappa di Gordon Holmes con le moderne tecnologie.
Lo studio è stato pubblicato nell'ultimo numero di Current Biology.
«Misurando l'anatomia del cervello e applicando un algoritmo - ha spiegato Geoffrey Aguirre, professore di neurologia e coautore dello studio - possiamo finalmente predire on precisione come il mondo visivo di un individuo è correlato con il cervello. Stiamo già utilizzando questi riultati per studiare in che modo la perdita della vista modifica l'organizzazione del cervello».
Gli scienziati utilizzano la tecnica di imaging cerebrale chiamata risonanza magnetica funzionale (fMRI) per mappare l'attivazione della visione nel cervello di un individuo. Nel test viene misurata l'attività cerebrale mentre si fissa uno schermo lampeggiante. I ricercatori hanno combinato il tradizionale esame di fMRI per misurare l'attività cerebrale di 25 persone dotate di vista normale. Identificata una relazione statistica fra la struttura del cervello e la rappresentazione visiva del mondo.
Nel corso della Prima Guerra Mondiale il neurologo Gordon Holmes "Ha prodotto una mappa molto accurata nel 1918 con solo la più crudele delle tecniche", ha detto il co-autore Omar Butt, MD / dottoranda presso la Scuola di Medicina di Perelman a Penn. "Abbiamo bloccato i dettagli, ma ci sono voluti 100 anni e un sacco di tecnologia per farlo bene."
The Retinotopic Organization of Striate Cortex Is Well Predicted by Surface Topology
Current Biology, 4 October 2012
Noah C. Benson, Omar H. Butt, Ritobrato Datta, Petya D. Radoeva, David H. Brainard, Geoffrey K. Aguirre
Summary
In 1918, Gordon Holmes combined observations of visual-field scotomas across brain-lesioned soldiers to produce a schematic map of the projection of the visual field upon the striate cortex. One limit to the precision of his result, and the mapping of anatomy to retinotopy generally, is the substantial individual variation in the size, volumetric position, and cortical magnification of area V1. When viewed within the context of the curvature of the cortical surface, however, the boundaries of striate cortex fall at a consistent location across individuals [6]. We asked whether the surface topology of the human brain can be used to accurately predict the internal, retinotopic function of striate cortex as well. We used fMRI to measure polar angle and eccentricity in 25 participants and combined their maps within a left-right, transform-symmetric representation of the cortical surface. These data were then fit using a deterministic, algebraic model of visual-field representation. We found that an anatomical image alone can be used to predict the retinotopic organization of striate cortex for an individual with accuracy equivalent to 10–25 min of functional mapping. This indicates tight developmental linkage of structure and function within a primary, sensory cortical area.

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