Claustrum

Il claustrum ha dimostrato di avere un’attività diffusa a numerose componenti corticali, tutte associate ad avere componenti di coscienza e attenzione sostenuta. Ciò è dovuto alla connettività diffusa alle aree fronto-parietali, alla corteccia cingolata e al talami. L’attenzione sostenuta proviene dalle connessioni alla corteccia cingolata, alla corteccia temporale e al talamo.

Crick e Koch suggeriscono che il claustrum ha un ruolo simile a quello di un direttore all’interno di un’orchestra in quanto tenta di coordinare la funzione di tutte le connessioni. Questa analogia “conduttore” può anche essere supportata attraverso connessioni tra le regioni claustrali, sensoriali e frontali. È stato confermato che il claustrum è collegato reciprocamente alla corteccia prefrontale, rispettivamente alle regioni visive, uditive, sensoriali e motorie. Le connessioni a queste modalità forniscono informazioni sulla funzionalità del claustrum. Qui si propone che il claustrum funzioni nel gating dell’attenzione selettiva. Attraverso questo processo di gating il claustrum può controllare selettivamente l’input da queste modalità per facilitare il processo di “messa a fuoco”. È stato anche suggerito che operi nel contesto opposto; che attraverso la normalizzazione divisiva il claustrum possa implementare la resistenza a determinate modalità di input per prevenire la “distrazione”.

Funzione potentialedit

Il claustrum, per facilitare la coscienza, avrebbe bisogno di integrare varie modalità sensoriali e motorie da varie parti della corteccia. Le connessioni anatomiche del claustrum sono state osservate utilizzando DTI (diffusion tensor imaging). Una scansione fMRI esamina i livelli ematici ossigenati nel cervello come un modo per osservare l’attività di specifiche aree corticali. Le scansioni fMRI mostrano un’attività smorzata quando anestetizzata rispetto alla veglia nei ratti, in particolare le connessioni di claustrum alla corteccia prefrontale mediale (mPFC) e al talamo mediodorsolo (MD talamo). Il claustrum è collegato con gli emisferi controlaterali claustrum con connessioni forti e funzionali. Esistono anche connessioni con MD thalamaus, mPFC e aree corticali circostanti e distanti.

La stimolazione elettrica nel claustrum dorsale dei gatti suscita risposte eccitatorie all’interno della corteccia visiva. Il claustrum è situato anatomicamente alla confluenza di un gran numero di tratti di materia bianca utilizzati per collegare diverse parti della corteccia. Ciò suggerisce inoltre un ruolo di centro di integrazione per queste diverse modalità, come sensoriale e motoria. Giunzioni Gap hanno dimostrato di esistere tra aspiny interneuroni del claustrum-suggerendo un ruolo nella sua capacità di sincronizzare queste modalità come input viene ricevuto.

AttentionEdit

Il claustrum ha la capacità differenziale di selezionare tra le informazioni rilevanti per le attività e le informazioni irrilevanti per fornire un’attenzione diretta. Contiene la più alta densità di tratti di materia bianca di collegamento nella corteccia. Ciò supporta la nozione di networking e coordinamento tra diverse regioni del cervello. Il claustrum ha specificità regionale; le informazioni provenienti dai centri visivi proiettano in aree specifiche dei neuroni della materia grigia nella struttura e nella corteccia uditiva. Stimoli inaspettati attivano anche il claustrum, effettuando una messa a fuoco immediata o allocazione della funzione. Nei mammiferi inferiori (ad esempio i ratti), le regioni claustrali ricevono input da modalità somatosensoriali, come la prospettiva del controllo motorio dei baffi a causa del suo uso sensoriale e discriminatorio in questi mammiferi.

Funzionalmente, si propone di separare l’attenzione tra queste modalità. L’attenzione stessa è stata considerata come elaborazione dall’alto verso il basso o elaborazione dal basso verso l’alto; entrambi si adattano contestualmente a ciò che viene osservato nel claustrum strutturalmente e funzionalmente, sostenendo la nozione che le interazioni avvengono con aree sensoriali di alto ordine coinvolte nella codifica di oggetti e caratteristiche. L’input dalla corteccia prefrontale, per esempio, definirà l’attenzione basata sul comportamento guidato da attività cognitive superiori. Inoltre, l’induzione della stimolazione elettrica al claustrum ha dimostrato di causare la lettura di inibizione, uno sguardo vuoto e mancanza di risposta. È stato riportato che il claustrum ha una frequenza basale che viene modulata per aumentare o diminuire con l’attenzione diretta. Ad esempio, le proiezioni alle aree motorie e occulomotorie aiuterebbero con il movimento dello sguardo a dirigere l’attenzione su nuovi stimoli aumentando la frequenza di fuoco dei neuroni claustrali.

Salvinorin A, il composto allucinogeno attivo trovato in Salvia Divinorum, è in grado di indurre la perdita di consapevolezza. Il consumo di salvinorina A può indurre sinestesia, in cui diverse modalità sensoriali sono interpretate da diverse cortecce sensoriali. (Biru: vedere i suoni, assaggiare i colori.) Questo supporta l’idea di segregazione e conduzione intratalamica (attenzione). Il claustrum ha recettori oppioidi Kappa a cui la Salvinorina A si lega, suscitando questo effetto.

Evidenzamodifica

La stimolazione ad alta frequenza (HFS) nel cat claustrum(s) ha la capacità di indurre cambiamenti autonomici e indurre “sindrome da inattivazione”. Questa sindrome è descritta come una diminuzione della consapevolezza, che indica la relazione tra il claustrum e la coscienza. Negli esseri umani questo stesso effetto può essere osservato. La stimolazione del claustrum sinistro negli esseri umani ha prodotto “un arresto completo di comportamento volitivo, mancanza di risposta e amnesia senza sintomi motori negativi o semplice afasia” suggerendo il coinvolgimento nella coscienza. Inoltre, studi di risonanza magnetica hanno dimostrato che un aumento dell’intensità del segnale all’interno del claustrum è stato associato a status epilepticus – una condizione in cui le crisi epilettiche si susseguono senza recupero di coscienza tra gli eventi. Pure, l’intensità aumentata del segnale è associata con gli attacchi dyscognitive focali, che sono attacchi che suscitano il deterioramento della consapevolezza o della coscienza senza convulsioni. L’individuo diventa inconsapevole del suo ambiente, e il sequestro si manifesterà come uno sguardo vuoto o vuoto per una finestra di tempo.

L’uso di un compito di condizionamento operante combinato con HFS del claustrum ha determinato significativi cambiamenti comportamentali nei ratti; ciò ha incluso risposte motorie modulate, inattività e diminuzione della reattività. Oltre a questo, gli studi hanno anche dimostrato che il claustrum è attivo durante il sonno REM, insieme ad altre strutture come il giro dentato. Questi hanno ruoli associativi nella memoria spaziale, suggerendo che una qualche forma di consolidamento della memoria ha luogo in queste aree.

Lesioni e coscienzamodiFica

Funzionalmente, il claustrum integrerà vari input corticali attraverso le sue connessioni nella coscienza. In base alla sua struttura e connettività, la sua funzione è suggerita di fare con la coordinazione di diverse funzioni cerebrali; cioè l’analogia del conduttore. La coscienza funzionalmente può essere divisa in due componenti: (i) veglia, che è eccitazione e vigilanza; (ii) contenuto della coscienza, che è l’elaborazione del contenuto. È stato intrapreso uno studio sulle lesioni cerebrali traumatiche nei veterani di guerra per comprendere meglio il ruolo funzionale del claustrum. Il danno al claustrum era associato alla durata della perdita di coscienza, ma non alla frequenza. La dimensione della lesione è stata correlata con una maggiore durata degli eventi LOC. È interessante notare che non sono state mostrate conseguenze per attenuare l’elaborazione cognitiva.

In un singolo caso di studio, la coscienza ha dimostrato di essere interrotta quando c’era stimolazione alla capsula estrema del cervello-è in prossimità del claustrum – tale che al termine della stimolazione, la coscienza è stata riacquistata. Un altro studio che ha esaminato la sintomatologia della schizofrenia ha stabilito che la gravità delle delusioni era associata a una diminuzione del volume di materia grigia del claustrum sinistro; postulando che esistono correlazioni tra la struttura e i sintomi positivi osservati in questo disturbo psichiatrico. Ulteriore supporto di questa correlazione tra schizofrenia e claustrum è che c’è un aumento del volume di materia bianca che entra nel claustrum. Sono state supportate correlazioni inverse tra il volume della materia grigia e la gravità delle allucinazioni nel contesto delle allucinazioni uditive della schizofrenia. Inoltre, per vedere la perdita totale della funzione del claustrum, dovrebbero verificarsi lesioni a entrambi i claustrum su ciascun emisfero.

Tuttavia, un recente studio consistente nella stimolazione elettrica del claustrum non ha rilevato alcuna interruzione della coscienza in nessuno dei cinque pazienti sottoposti all’analisi. I pazienti testati hanno riportato esperienze soggettive in vari domini sensoriali ed esibito movimento riflessivo, ma nessuno di loro ha mostrato perdita di coscienza, mettendo così in discussione la capacità del claustrum di interrompere la coscienza quando stimolato elettricamente.

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