Inibizione laterale: la soppressione dei neuroni migliora la percezione sensoriale

L’inibizione laterale è definita come il processo mediante il quale una cellula inibisce l’attività delle cellule adiacenti . Nel caso del sistema nervoso, le cellule sono i neuroni. L’inibizione laterale dei neuroni genera una diminuzione dell’attività di un gruppo di neuroni, che consente al cervello di modulare la gestione delle informazioni che riceve dall’ambiente dell’organismo. Ciò si traduce nell’attenuazione dell’impatto di alcuni stimoli sensoriali e nell’ottimizzazione della registrazione di altri stimoli, con cui l’inibizione laterale contribuisce ad affinare la percezione sensoriale della vista, dell’udito, del tatto e dell’olfatto.

I neuroni sono le cellule del sistema nervoso che inviano, ricevono e interpretano le informazioni da tutte le parti del corpo . Fu lo scienziato spagnolo Santiago Ramón y Cajal, Premio Nobel per la Medicina, che alla fine del XIX secolo identificò i neuroni come i componenti strutturali di base del sistema nervoso e propose un modello per spiegarne il funzionamento. I componenti principali di un neurone, la cui struttura dettagliata è mostrata nella figura sopra, sono il corpo cellulare, gli assoni e i dendriti. I dendriti si estendono dal neurone e ricevono segnali da altri neuroni; il corpo cellulare è il centro di elaborazione di un neurone e gli assoni sono estensioni nervose che si ramificano alle loro estremità terminali per trasmettere segnali ad altri neuroni.

I neuroni comunicano informazioni tramite impulsi nervosi, che sono potenziali d’azione, cioè onde di carica elettrica che viaggiano lungo la membrana cellulare e vengono trasmesse modificando la distribuzione della carica. Gli impulsi nervosi vengono ricevuti nei dendriti dei neuroni, passano attraverso il corpo cellulare e vengono trasportati lungo l’assone fino ai rami terminali. I neuroni non si toccano, ma sono separati da uno spazio chiamato fessura sinaptica; I segnali vengono trasmessi da un neurone, il presinaptico, a un altro neurone, il postsinaptico, da alcune molecole, messaggeri chimici, chiamati neurotrasmettitori . Attraverso la sinapsi, un neurone può avere connessioni con migliaia di altri neuroni contemporaneamente, creando una vasta rete neurale.

Inibizione laterale

A causa dell’inibizione laterale, alcuni neuroni hanno un diverso livello di stimolazione rispetto ai neuroni adiacenti. Il neurone principale in un processo, quello con il più alto livello di stimolazione, rilascia neurotrasmettitori che eccitano una serie di neuroni, seguendo una certa sequenza. Allo stesso tempo, il neurone principale attiva i neuroni nel cervello che inibiscono l’attività di altri neuroni situati lateralmente alla sequenza del processo. Questi neuroni inibitori sono le cellule nervose coinvolte nella comunicazione tra il sistema nervoso centrale e i neuroni motori o sensoriali. In questo modo si crea un contrasto tra i diversi stimoli, che permette al sistema nervoso di concentrarsi o “concentrarsi” su un certo stimolo. Come accennato all’inizio,

Inibizione laterale del sistema sensoriale visivo

Nelle cellule retiniche, l’inibizione laterale si traduce in un miglioramento dei bordi e in un aumento del contrasto nelle immagini formate nel cervello. L’effetto di questa inibizione laterale fu scoperto da Ernst Mach, che nel 1865 spiegò l’illusione visiva chiamata bande di marzo.. Questo effetto fa sì che i pannelli che proiettano sfumature diverse affiancati appaiano più chiari o più scuri nelle transizioni, nonostante il colore uniforme all’interno di un pannello. I pannelli appaiono più chiari sul bordo con un pannello più scuro e più scuri sul bordo con un pannello più chiaro. Le bande più scure e più chiare alle transizioni non sono reali, ma il risultato dell’inibizione laterale. I neuroni retinici che ricevono una stimolazione maggiore inibiscono i neuroni adiacenti in misura maggiore rispetto alle cellule che ricevono una stimolazione meno intensa. I recettori della luce che ricevono informazioni dal lato più chiaro dei bordi producono una risposta visiva più forte rispetto ai recettori che ricevono informazioni dal lato più oscuro. Questa risposta del sistema nervoso aumenta il contrasto ai bordi,

Il contrasto simultaneo è anche il risultato dell’inibizione laterale. In una situazione di contrasto simultaneo, la luminosità di uno sfondo influisce sulla percezione della luminosità dello stimolo principale. Lo stesso stimolo principale appare più chiaro su uno sfondo scuro e più scuro su uno sfondo più chiaro.

Inibizione laterale del sistema sensoriale tattile

L’inibizione laterale agisce anche al tatto. La percezione attraverso il tatto avviene attraverso l’attivazione di recettori neurali situati nella pelle, che rilevano la pressione esercitata su quella superficie del corpo. L’inibizione laterale aumenta il contrasto tra i segnali tattili più forti e quelli più deboli. I recettori che ricevono i segnali più forti, quelli che si verificano in un punto di contatto, inibiscono i recettori adiacenti in misura maggiore rispetto ai recettori che ricevono uno stimolo più debole, nei siti periferici rispetto al punto di contatto. Ciò migliora la sensibilità della percezione tattile consentendo al cervello di determinare la posizione esatta dello stimolo. Le zone del corpo più sensibili al tatto, come la punta delle dita e la lingua,

Inibizione laterale del sistema sensoriale uditivo

Si ritiene che l’inibizione laterale svolga un ruolo rilevante nei processi associati all’udito e alla conduzione delle informazioni al cervello. I segnali uditivi viaggiano dalla coclea nell’orecchio interno alla corteccia uditiva nei lobi temporali del cervello. Le diverse cellule associate ai processi uditivi rispondono in modo più efficace a suoni di determinate frequenze. I neuroni uditivi che sono più stimolati dai suoni a una certa frequenza possono inibire l’azione di altri neuroni che sono meno stimolati dai suoni a una frequenza diversa. Questa proporzionale inibizione della stimolazione contribuisce a migliorare il contrasto, e quindi la sensibilità nella percezione del suono.

Fonti

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