Ogni bip, tono e nuovo suono che sentiamo viaggia dall’orecchio fino a essere registrato nel cervello. Ma cosa succede realmente nel cervello quando ascoltiamo un flusso continuo di suoni? Un nuovo studio dell’Università di Aarhus e dell’Università di Oxford, pubblicato su Advanced Science, rivela che il cervello non si limita a registrare il suono: rimodella dinamicamente la sua organizzazione in tempo reale, orchestrando una complessa interazione di onde cerebrali in più reti.

La ricerca, guidata dal Dott. Mattia Rosso e dal Professore Associato Leonardo Bonetti presso il Center for Music in the Brain dell’Università di Aarhus, in collaborazione con l’Università di Oxford, introduce un nuovo metodo di neuroimaging chiamato FREQ-NESS (Frequency-resolved Network Estimation via Source Separation). Utilizzando algoritmi avanzati, questo metodo districa le reti cerebrali sovrapposte in base alla loro frequenza dominante. Una volta identificata una rete in base alla sua frequenza univoca, il metodo può tracciare come si propaga nello spazio attraverso il cervello.

“Siamo abituati a pensare alle onde cerebrali come a stazioni fisse – alfa, beta, gamma – e all’anatomia del cervello come a un insieme di regioni distinte”, afferma il Dott. Rosso. “Ma ciò che osserviamo con FREQ-NESS è molto più ricco. È noto da tempo che l’attività cerebrale è organizzata attraverso l’attività su diverse frequenze, sintonizzate sia internamente che in base all’ambiente. Partendo da questo principio fondamentale, abbiamo progettato un metodo che individua come ogni frequenza si esprime nel cervello.”

Apre le porte alla mappatura precisa del cervello

Lo sviluppo di FREQ-NESS rappresenta un importante passo avanti nel modo in cui gli scienziati possono studiare le dinamiche cerebrali su larga scala. A differenza dei metodi tradizionali che si basano su bande di frequenza predefinite o regioni di interesse, l’approccio basato sui dati mappa l’intera organizzazione interna del cervello con elevata precisione spettrale e spaziale. Questo apre nuove possibilità per le neuroscienze di base, le interfacce cervello-computer e la diagnostica clinica.

Questo studio si aggiunge a un crescente corpus di ricerche che esplorano il modo in cui la struttura ritmica del cervello plasma ogni cosa, dalla cognizione musicale alla percezione e all’attenzione generali, fino agli stati alterati di coscienza.

“Il cervello non si limita a reagire: si riconfigura. E ora possiamo vederlo”, afferma il professor Leonardo Bonetti, coautore e neuroscienziato presso il Center for Music in the Brain dell’Università di Aarhus e presso il Centre for Eudaimonia and Human Flourishing dell’Università di Oxford. “Questo potrebbe cambiare il modo in cui studiamo le risposte cerebrali alla musica e oltre, inclusi la coscienza, il pensiero divagante e le interazioni più ampie con il mondo esterno”.

È attualmente in corso un programma di ricerca su larga scala per sviluppare questa metodologia, supportato da una rete internazionale di neuroscienziati. Grazie all’elevata affidabilità in tutte le condizioni sperimentali e in tutti i set di dati, FREQ-NESS potrebbe anche aprire la strada alla mappatura cerebrale personalizzata, spiega il Professor Leonardo Bonetti.