La coreografia è la stessa, i passi sono identici, ma ogni gruppo si muove a un ritmo differente. Il primo è frenetico, il secondo va un po’ meno veloce, il terzo è lento. È così che i neuroni “danzano” nel cervello nei primi momenti di vita stabilendo le connessioni che permettono la percezione del mondo esterno.  Un gruppo di ricercatori dell’Università di Ginevra ha infatti scoperto che nel processo di formazione delle connessioni tra diverse aree del cervello il ritmo a cui si sviluppano i neuroni ha un ruolo fondamentale. Neuroni differenti con ruoli differenti seguono lo stesso programma genetico ma si differenziano posizionandosi al posto giusto e stabilendo la connessione giusta in base al ritmo. Quelli responsabili della connessione tra tatto e movimento, per esempio, almeno nei topi, si sviluppano velocemente. 

Le diverse funzioni della corteccia cerebrale sono disposte in maniera ordinata secondo uno schema preciso. L’area coinvolta nella vista si trova nella parte posteriore del cervello, mentre quella del tatto si trova lateralmente e quella motoria nella zona frontale. Tutte queste aree comunicano tra loro attraverso connessioni di neuroni cruciali per la percezione del mondo esterno. 

Come si formano queste connessioni? Ci pensano i cosiddetti “neuroni di proiezione” che inviano segnali elettrici ai loro bersagli nelle altre aree della corteccia. Affinché le aree corticali possano comunicare, il sistema deve connettersi con precisione, devono cioè essere stabiliti diversi tipi di connessioni al posto giusto e al momento giusto.

Per scoprire come avviene questo processo, i ricercatori dell’Università di Ginevra hanno osservato come vengono stabilite le connessioni tra le funzioni motorie e quelle tattili nei topi subito dopo la nascita. 

E hanno osservato che i due tipi di neuroni di proiezione si sviluppavano seguendo lo stesso programma genetico, ma a ritmi differenti. I neuroni tattili maturano più velocemente di quelli del movimento. In generale, quindi si scopre che i neuroni che stabiliscono connessioni di un certo tipo si sviluppano ad una determinata velocità, quelli incaricati di connettere altre aree cerebrali si sviluppano a una velocità differente. Tutto funziona bene nel cervello se i neuroni “ballano” al ritmo giusto. 

«Il nostro lavoro suggerisce che la diversità tra i neuroni non richiede sempre una grande diversità genetica. Sembra che in questo caso lo spartito sia simile, cambia solo il ritmo della musica», dicono i ricercatori.

Per confermare la loro scoperta, gli scienziati hanno modificato l'esecuzione del programma genetico prolungando l’espressione di un gene che normalmente si esprime solo all'inizio del processo. I topi hanno mostrato una connettività sensomotoria anormale associata una modalità di esplorazione insolita dell’ambiente. Questo singolo cambiamento ha compromesso l'intero sistema. Se si perde il ritmo, le connessioni cerebrali non funzionano. 

Dallo studio si deduce quindi che tipi neuronali distinti hanno ritmi di maturazione distinti, che riflettono l'ordine in cui appaiono le connessioni tra le aree cerebrali.

«Nei topi, l'esplorazione attiva dell'ambiente emerge progressivamente solo durante le prime due settimane di vita, in corrispondenza con le connessioni tra le corrispondenti aree cerebrali.  Lo sviluppo sequenziale di questi diversi neuroni consente alle capacità sensoriali di emergere secondo un programma simile: il topo appena nato deve prima succhiare, e quindi svilupperà prima la relazione tattile, e poi muoversi, e svilupperà capacità motorie”.  La corteccia cerebrale stabilisce le connessioni solo quando sono necessarie, passo dopo passo.