Più che nella buona funzionalità di tutti i circuiti cerebrali, il segreto della coscienza potrebbe risiedere nell'organizzazione topologica della rete complessiva che li mette in comunicazione. A indicarlo sono i risultati di uno studio condotto da un gruppo di ricercatori dell'Università di Strasburgo, dell'Hôpital de Hautepierre di Strasburgo, della sede di Grenoble del CNRS francese e dell'Università di Cambridge, che li illustrano in un articolo pubblicato sui “Proceedings of the National Academy of Sciences”.
Lo studio dei circuiti cerebrali si è tradizionalmente concentrato sulla loro esatta localizzazione anatomica, ma più di recente è aumentato l'interesse per un'analisi dal punto di vista topologico, vale a dire basata sulla caratterizzazione delle loro connessioni, a prescindere dalla specifica collocazione fisica. Sfruttando le tecniche di neuroimaging, sono stati quindi tracciati dei grafi del cervello che evidenziano una serie di nodi corticali e sottocorticali collegati da linee che ne rappresentano la connettività, sia anatomica che funzionale.
Come molti altri sistemi complessi, dai chip ad alte prestazioni ai trasporti alle reti sociali, anche queste reti cerebrali hanno una struttura modulare, nella quale alcuni nodi hanno la funzione di “hub”, mostrano cioè una connettività elevata. L'importanza relativa, o grado, di questi hub può essere misurata valutando per esempio il numero complessivo di connessioni, le connessioni con altri hub, la loro relativa centralità o un insieme di questi parametri. In questo modo, anche il cervello, come altri sistemi complessi, può essere visto come un "grafo" matematico formato da nodi connessi in grado più o meno elevato ad altri nodi, che complessivamente mostra una struttura topologica
caratteristica.
Per capire se – e quanto – questa struttura topologica conti al fine dell'essere o meno coscienti, Sophie Achard e colleghi hanno mappato, attraverso scansioni fMRI, la connettività funzionale tra 417 regioni cerebrali di 17 pazienti in stato di coma a causa danni cerebrali acuti, confrontandola poi con quella di 20 volontari sani.
I ricercatori hanno così osservato che nei pazienti in coma molte delle proprietà globali della rete erano intatte; in particolare, non risultavano anomalie significative nell'efficienza globale, nella modularità complessiva dei circuiti, nel loro raggruppamento in cluster e nel grado complessivo di connettività.
Solo esaminando l'organizzazione della rete a un livello più fine, osservando cioè il grado di connessione attribuibile ai singoli nodi, è stata scoperta una significativa anomalia: nei pazienti in coma, l'ordine d'importanza degli “hub” era sovvertito. Regioni del cervello che nei soggetti sani sono nodi con un grado elevato di connessione, per esempio il giro fusiforme e il precuneo, nei pazienti in coma apparivano invece dotati di un basso grado di connessione, mentre altre regioni che normalmente fungono da "hub" di minore o scarso rilievo avevano assunto un'importanza di primo piano.
Anche se la ricerca necessita di conferme attraverso ricerche su un numero maggiore di pazienti – osservano gli autori - questi risultati suggeriscono che lo stato di coma possa dunque essere legato a variazioni nell'ordine di importanza degli “hub” cerebrali.
http://www.lescienze.it/news/2012/11/28/news/coscienza_reti_cerebrali_topologia_grado_connettivit-1388252/
