Le molte sensazioni diverse che provano i nostri corpi sono accompagnate da scambi di informazioni profondamente complessi all'interno del cervello, e la sensazione di dolore non fa eccezione. Finora, la ricerca ha dimostrato come l'intensità del dolore possa essere direttamente correlata a modelli specifici di oscillazione nell'attività cerebrale, che sono alterati dall'attivazione e disattivazione degli 'interneuroni' che collegano diverse regioni del cervello. Però, non è chiaro come il processo sia influenzato da interneuroni 'inibitori', che impediscono il passaggio di messaggi chimici tra queste regioni. Attraverso una nuova ricerca pubblicata in EPJ SI , ricercatori guidati da Fernando Montani all'Instituto de Física La Plata, Argentina, mostrano che gli interneuroni inibitori costituiscono il 20% dei circuiti nel cervello necessari per l'elaborazione del dolore.

La scoperta rappresenta un progresso significativo nella comprensione da parte dei ricercatori di come i nostri corpi e il nostro cervello rispondono al dolore. Il circuito sottostante al processo del dolore coinvolge una configurazione specifica di interneuroni, ognuna delle quali collega specifiche coppie di regioni, o "nodi" all'interno del cervello. In modo cruciale, una certa frazione di questi neuroni sarà inibitoria; variando i punti di forza delle connessioni che forniscono. Per creare un modello biologicamente plausibile, Montani e colleghi dovrebbero prima considerare tutti i possibili collegamenti tra coppie specifiche di nodi, e determinare i loro punti di forza relativi. All'interno di una struttura complessa come il cervello, però, sarebbe praticamente impossibile farlo considerando ciascuna configurazione singolarmente.

I ricercatori hanno superato questo problema utilizzando la "teoria dei grafi, ' che studia strutture costituite da insiemi di nodi, che influenzano i reciproci comportamenti attraverso legami di forza variabile. Utilizzando un nuovo approccio statistico, hanno stimato i segnali prodotti da ciascuna regione di un cervello virtuale in una data configurazione, e quanto divergono dai valori realistici. Dalle loro prime stime, La squadra di Montani potrebbe quindi costruire un grafico realistico rafforzando e indebolendo le influenze di alcuni collegamenti. La loro analisi ha rivelato che una configurazione in cui il 20% di tutti gli interneuroni associati al processo del dolore sono inibitori della trasmissione delle informazioni.