Un’innovativa ricerca italiana decodifica i complessi processi neurali alla base dei movimenti spontanei, con importanti applicazioni in neurotecnologia e neuroriabilitazione.
Uno studio recentemente pubblicato sulla rivista Science ha svelato i meccanismi che permettono al nostro cervello di governare i movimenti volontari. La ricerca, durata 8 anni, ha messo in luce una “sinfonia” complessa che orchestra azioni come bere, camminare e afferramenti. Lo studio, condotto da un team di scienziati italiani, ha gettato nuova luce sul controllo motorio e ha sfidato visioni precedenti sul funzionamento del cervello. La ricerca è il frutto di una collaborazione tra il Laboratorio di Neuroetologia dei primati non umani dell’Università di Parma, guidato da Luca Bonini, e l’Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, coordinato da Alberto Mazzoni.
Il gruppo di ricercatori ha impiegato tecnologie avanzate per monitorare l’attività neuronale di scimmie libere di eseguire comportamenti spontanei. Questa metodologia innovativa ha permesso di studiare il cervello in condizioni naturali, senza i vincoli imposti dalle tecnologie precedenti che costringevano i soggetti a comportamenti stereotipati e immobili. Come spiegato da Luca Bonini, il cervello umano è in continuo movimento e il nuovo approccio ha messo in discussione l’idea che determinate regioni cerebrali controllino azioni specifiche come camminare o afferrare.
La sinfonia neurale dietro i movimenti spontanei
I risultati dello studio rivelano che, analogamente ai tasti di un pianoforte che compongono melodie diverse, i neuroni nelle aree motorie del cervello si attivano in modo sinergico, permettendo al corpo di eseguire movimenti complessi. Ogni azione spontanea, come camminare o arrampicarsi, dipende da un’accurata coordinazione tra centinaia di neuroni. Questo approccio, secondo Alberto Mazzoni, ha mostrato che l’attività neuronale durante i comportamenti spontanei è molto più informativa rispetto a quella registrata in situazioni controllate da laboratorio. Le informazioni ottenute in questo modo permettono di prevedere con maggiore precisione le azioni future degli animali, offrendo uno spunto per comprendere meglio come il cervello umano regola i movimenti volontari.
L’importanza di questo studio risiede anche nel fatto che il cervello delle scimmie, nei suoi meccanismi di movimento, condivide forti similitudini con quello umano. Questo legame potrebbe aprire a nuove applicazioni cliniche, in particolare nell’ambito della neuroriabilitazione e della neurotecnologia, ambiti in cui la ricerca potrebbe fare un passo avanti significativo.
Implicazioni per la neuroriabilitazione e la robotica
Il progetto ha ricevuto finanziamenti da tre progetti del European Research Council (ERC) e da altre iniziative nazionali italiane, tra cui Mnesys e Brief. I risultati suggeriscono applicazioni pratiche in diversi settori, tra cui la robotica e la neuroriabilitazione. Grazie a queste scoperte, i ricercatori sono ottimisti circa il miglioramento delle tecniche riabilitative per persone con disabilità motorie o neuromotorie. Silvestro Micera, professore di Bioingegneria, ha sottolineato l’importanza di questa ricerca per lo sviluppo di tecnologie mediche avanzate che potrebbero rivoluzionare il trattamento delle malattie neurologiche.
Anche gli aspetti etici legati all’utilizzo dei primati non umani negli studi scientifici sono stati discussi dai ricercatori. Secondo Francesca Lanzarini, Monica Maranesi, Elena Hilary Rondoni e Davide Albertini, co-autori dello studio, il nuovo approccio potrebbe migliorare le condizioni degli animali durante gli esperimenti e, al contempo, aumentare la validità dei risultati scientifici. L’utilizzo dei primati rimane fondamentale, ma è essenziale ridurre al minimo il loro stress e migliorare il loro benessere.
Questa ricerca non solo offre nuovi orizzonti per la neuroscienza, ma dimostra anche l’importanza dei progetti finanziati dall’Unione Europea e dal governo italiano nel promuovere innovazioni che possano migliorare la vita delle persone.