Lo studio del cervello comporta la misurazione dell'attività di miliardi di singole cellule cerebrali chiamate neuroni. Di conseguenza, molte tecniche di misurazione del cervello producono dati che vengono mediati per riflettere l'attività di grandi popolazioni di questi neuroni. Se tutti i neuroni si comportano diversamente, questo farà la media. Ma, quando il comportamento dei singoli neuroni è sincronizzato, produce oscillazioni chiaramente visibili.

La sincronizzazione è importante per capire come si comportano i neuroni, che è particolarmente rilevante per quanto riguarda le malattie del cervello come l'Alzheimer, epilessia e Parkinson. Ora, un gruppo di ricercatori dell'Istituto di Fisica Computazionale e Sistemi Complessi dell'Università di Lanzhou, Cina, ha utilizzato una combinazione di due modelli informatici per studiare i modi in cui diversi tipi di neuroni possono influire sulla sincronizzazione. Lo studio è pubblicato su Giornale Europeo di Fisica B .

Per studiare gli effetti sulla sincronizzazione, gli autori hanno esaminato i neuroni chiamati neuroni inibitori, che lavorano per rallentare o arrestare l'attività di altri neuroni. Inoltre, hanno esplorato la probabilità che questi neuroni inibitori si attivino spontaneamente o per niente all'interno della rete.

Utilizzando modelli di computer, i ricercatori hanno quindi costruito una rete neurale Izhikevich; hanno anche impiegato un modello di trasmissione neuronale, chiamato modello Tsodyks-Uziel-Markram (TUM).

I loro risultati indicano che i neuroni inibitori possono avere un duplice impatto sui modelli oscillatori. Da una parte, possono ritardare l'attivazione dei neuroni, che impedisce la sincronizzazione. Dall'altra, possono facilitare la transizione degli schemi oscillatori, che favorisce la sincronizzazione.

La ricerca è importante per aumentare la nostra comprensione delle malattie del cervello, come un ictus, Alzheimer ed epilessia. "La morbilità sempre crescente delle malattie cerebrali rende l'indagine su questo argomento significativa sia in psicologia che in medicina", affermano gli autori.