deși joacă un rol central în controlul mișcării și exprimării abilităților noastre mentale, cunoștințele noastre despre cerebel sunt limitate. În timp ce cerebelul este mic, este extrem de bine conectat cu creierul și cortexul său și reprezintă peste cincizeci la sută din neuronii din întregul creier. Cu toate acestea, se știe puțin despre cel mai important releu al său către cortexul cerebral, nucleul dentat. Acest grup de corpuri de celule neuronale dens ambalate integrează informațiile procesate de cerebel și le trimite la cerebrum. Oamenii de știință de la Institutul Max Planck pentru științe Cognitive și cerebrale umane (MPI CBS) din Leipzig au reușit acum să cartografieze o parte semnificativă a căilor care se conectează la acest control central—și, prin urmare, au sporit înțelegerea noastră despre „inima creierului”.

aproximativ de dimensiunea unei mingi de tenis, cerebelul se află chiar în spatele craniilor noastre sub cele două emisfere vizuale ale cerebrului, formate din materie cenușie și albă. Deși cerebelul a fost cunoscut în mod tradițional ca o regiune importantă pentru funcțiile motorii, dovezi recente au arătat că este implicat și în mai multe domenii cognitive, cum ar fi limbajul și emoția. Ca atare, leziunile cerebelului ar putea duce la tulburări de limbaj sau emoționale semnificative sau ar putea face imposibile mișcări precise, cum ar fi ridicarea unui pahar cu apă în gură.

una dintre cele mai importante structuri ale sale, situată adânc în interiorul cerebelului și echipată cu un aspect zimțat ca un dinte al benzii sale exterioare de materie cenușie, este nucleul dentat. Această aglomerare a corpurilor celulelor nervoase procesează informațiile care sunt trimise de la cerebel la cortexul cerebral, în mod similar cu o interfață. Deși știm că nucleul dentat este nucleul major de ieșire al cerebelului, până în prezent nu a fost clar modul în care materia cenușie a cerebelului, și anume cortexul său și diferitele sale regiuni funcționale, este conectată la nucleul dentat.

„am reușit acum să reconstruim conexiunile care transportă date din diferitele regiuni ale materiei cenușii corticale cerebeloase către nucleul dentat”, explică Christopher J. Steel, primul autor al publicației originale. „Acest studiu a fost primul care a arătat că cele două tipuri de funcții—controlul mișcării și exprimarea abilităților noastre mentale—care sunt în mare parte segregate în cortexul cerebelos sunt, de asemenea, în mare parte segregate în nucleul dentat.”în consecință,aceste descoperiri aruncă o lumină asupra importanței conectivității fibrelor motorii și non-motorii în buclele de informații dintre cerebel și cerebel care stau la baza contribuțiilor cerebelului la comportament.

aceste cunoștințe nu sunt esențiale doar pentru procedurile chirurgicale sau în cazul leziunilor, ci și pentru o mai bună înțelegere a evoluției creierului. Aceasta sugerează că conectivitatea cerebelului a evoluat, de asemenea, pentru a ține pasul cu schimbările din cortexul uman care au avut loc pe parcursul evoluției de la primatele non-umane la cele umane.până în prezent, cele mai multe informații despre cablarea cerebelului au fost obținute prin urmărirea tractului de materie albă invazivă și consumatoare de timp la primatele neumane. Spre deosebire de aceasta, Steele și colegii au folosit o metodă neinvazivă la oamenii treji care ar putea urmări această conectivitate fără marcatori sau alte tehnici invazive: combinația de imagistică prin rezonanță magnetică ponderată prin difuzie (DW-RMN) și tractografie probabilistică. Acesta din urmă este capabil să reconstruiască calea aproximativă a tracturilor de materie albă din creier prin măsurarea mișcărilor precise de difuzie ale moleculelor de apă.”cu aceste rezultate, sperăm, de asemenea, să oferim un șablon pentru studii suplimentare care să investigheze cablarea cerebelului și a restului creierului”, spune co-autorul studiului Alfred Anwander, care a tradus datele RMN în imagini 3D și Scurte videoclipuri științifice. Privind aceste imagini, neurologul Steel adaugă: „având în vedere conectivitatea sa cu cortexul și asemănarea sa izbitoare cu o secțiune transversală rotită de 90 de grade a inimii umane, cerebelul poate fi considerat chiar „inima creierului”.”

Tractografia cerebelului

inima creierului

informații suplimentare:
vizualizați o animație interactivă a cerebelului aici.

publicația originală:
Christopher Steele, Alfred Anwander, Pierre-Louis Bazin, Robert Trampel, Andreas Sch, Robert Turner, Narender Ramnani și Arno Villringer
imagistica prin difuzie sub-milimetrică cerebeloasă umană dezvăluie topografia motorie și non-motorie a nucleului dentat
cortexul Cerebral (2016)

• Max Planck Institutul de științe cognitive și cerebrale umane