Brain-wide dynamic coactivation states code for hand movements in the resting state

2025 - Proc Natl Acad Sci U S A

Team
Abstract

L’attività cerebrale a riposo, in assenza di compiti espliciti, si manifesta come schemi spazio-temporali distribuiti che riflettono la connettività strutturale e si correlano con tratti comportamentali. Tuttavia, il suo ruolo nella modellazione del comportamento rimane poco chiaro. Evidenze recenti mostrano che gli schemi spaziali a riposo non solo si allineano con le topografie evocate dai compiti, ma codificano anche caratteristiche visive distinte (ad esempio linee, contorni, volti, luoghi) e motorie (ad esempio posture della mano), suggerendo meccanismi di immagazzinamento a lungo termine e di codifica predittiva. Mentre le ricerche precedenti si sono concentrate su attivazioni statiche, mediate nel tempo, legate ai compiti, noi esaminiamo se anche stati motori dinamici e variabili nel tempo, osservati durante movimenti attivi della mano, siano presenti a riposo. Sono stati identificati tre distinti stati di attivazione motoria, che coinvolgono la corteccia motoria insieme ad aree sensoriali e associative. Questi stati compaiono sia a riposo sia durante l’esecuzione del compito, ma subiscono una riorganizzazione temporale dal riposo al compito. Di conseguenza, le dinamiche a riposo funzionano come forti priori spazio-temporali per l’attivazione basata sul compito. In modo cruciale, gli schemi a riposo somigliavano maggiormente a quelli associati a movimenti ecologici frequenti della mano piuttosto che a un movimento non familiare, indicando un repertorio strutturato di schemi motori che viene rigiocato a riposo e riorganizzato durante l’azione. Ciò suggerisce che l’attività neurale spontanea fornisca priori per i movimenti futuri e contribuisca all’immagazzinamento della memoria a lungo termine, rafforzando l’interazione funzionale tra attività cerebrale a riposo e attività guidata da compiti