Una ricerca della Rockefeller University guidata da Winrich Freiwald e pubblicata su Science ha mappato la rete di circuiti nel cervello e nei muscoli del viso che produce espressioni facciali. Lo studio ha combinato immagini fMRI e analisi comportamentali in macachi per capire come diverse aree corticali cooperino nella generazione dei gesti facciali.
I ricercatori hanno identificato una rete motoria facciale che comprende la corteccia motoria primaria laterale, la corteccia premotoria ventrale, la corteccia motoria cingolata mediale e la corteccia somatosensoriale primaria. Per testare movimenti specifici sono stati suscitati tre tipi di azione: un gesto minaccioso (fissare con mandibola aperta e denti scoperti), un rapido arrotondamento delle labbra con appiattimento delle orecchie e la masticazione volontaria non sociale. Gli stimoli comprendevano interazioni dirette, video e avatar digitali controllati dagli sperimentatori.
Contrariamente all'ipotesi di vie parallele e separate, tutte le aree corticali hanno partecipato a ogni tipo di gesto, ma su scale temporali differenti: le regioni laterali, come la corteccia motoria primaria, mostrano dinamiche neurali molto rapide su scala di millisecondi; le regioni mediali, come la corteccia cingolata, hanno dinamiche lente e stabili di durata molto maggiore. Un'analisi correlata pubblicata su PNAS mostra che queste aree formano una rete sensomotoria interconnessa che regola il coordinamento a seconda del movimento.
I lavori futuri mirano a studiare percezione ed espressione insieme, a individuare aree che controllano stati emotivi e a esplorare applicazioni cliniche. Gli autori suggeriscono che i risultati potrebbero aiutare a migliorare interfacce cervello-macchina e a sviluppare dispositivi di comunicazione più naturalistici per pazienti dopo lesioni cerebrali.
Parole difficili
- mappare — rappresentare la disposizione o la connessione di elementimappato
- corteccia — strato esterno del cervello con funzioni diverse
- espressione — movimento del viso che comunica emozioni o segnaliespressioni facciali
- dinamica — modo in cui cambia l'attività nel tempodinamiche neurali
- sensomotorio — che riguarda sensazioni e controllo dei movimentisensomotoria interconnessa
- coordinamento — organizzazione dei movimenti per lavorare insieme
Suggerimento: passa il mouse o tocca le parole evidenziate nell’articolo per vedere definizioni rapide mentre leggi o ascolti.
Domande di discussione
- In che modo i risultati potrebbero migliorare lo sviluppo di interfacce cervello-macchina per pazienti con lesioni cerebrali?
- Quali vantaggi e limiti vedi nell'indagare percezione ed espressione facciale insieme?
- Quali altre applicazioni cliniche o terapeutiche potrebbero derivare dalla comprensione di questa rete sensomotoria interconnessa?
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