Organizzazione funzionale del cervello: ha senso continuare a parlare di «aree cerebrali» nella neuroscienza attuale?

La dottoranda Marta Arbizu Gómez spiega perché la neuroscienza attuale mette in discussione le aree cerebrali e qual è il nuovo paradigma di organizzazione funzionale del cervello. 

Sommario esecutivo con i punti chiave di questo articolo:

1. La fine del modello classico: Un recente articolo di Nature Neuroscience mette in discussione l’approccio tradizionale, proponendo che la organizzazione funzionale del cervello non si basi su aree anatomiche isolate, ma su reti dinamiche, continue e distribuite.

2. Impatto diretto sulla neuroriabilitazione: Questo cambiamento di paradigma trasforma la pratica clinica, dimostrando che i deficit cognitivi si comprendono meglio come perturbazioni nella connettività della rete e non come semplici lesioni focali.

3. Innovazione clinica e connettività: Riferimenti di ricerca in Spagna, come l’Instituto BioBizkaia, e piattaforme di stimolazione come NeuronUP, applicano già questo modello per progettare interventi globali che ottimizzano il funzionamento cerebrale invece di tentare di “attivare” un’area specifica.

Perché assumiamo aree nell’organizzazione funzionale del cervello?

Fin dagli inizi della neuroscienza moderna, un’idea ha guidato gran parte della ricerca sul cervello: che la corteccia sia divisa in aree ben delimitate, ognuna con una funzione specifica. Così parliamo dell’“area del linguaggio”, dell’“area motoria” o dell’“area della memoria”, assumendo che comprendere il cervello consista, in larga misura, nel localizzare dove avviene ogni processo cognitivo.

Questo approccio conosciuto come paradigma dell’arealizzazione è stato estremamente influente e utile. Tuttavia, e se questo modo di pensare stesse semplificando eccessivamente la realtà del funzionamento cerebrale?

Questo approccio conosciuto come paradigma dell’arealizzazione è stato estremamente influente e utile. Tuttavia, e se questo modo di pensare stesse semplificando eccessivamente la realtà del funzionamento cerebrale?

Perché mettiamo in discussione le aree cerebrali?: modello classico e visione attuale del cervello

Gli autori dell’articolo —Benjamin Y. Hayden, Sarah R. Heilbronner y Seng Bum Michael Yoo— non negano che esistano differenze anatomiche nella corteccia cerebrale. Ciò che mettono in discussione è qualcosa di più sottile ma fondamentale: che le aree cerebrali siano il principio organizzatore centrale della funzione cognitiva.

Secondo gli autori, il peso che storicamente è stato attribuito alle aree non è tanto dovuto a evidenze empiriche solide, quanto alla loro comodità concettuale: le aree offrono un modo semplice per rispondere a domande complesse su come funziona il cervello.

In realtà, il dibattito non è se esistano aree anatomiche, ma se dovrebbero occupare il centro della nostra spiegazione sulla funzione cerebrale. Il contrasto tra i due approcci può riassumersi così:

Modello classico del cervello, un approccio basato sulle aree	Visione attuale del cervello, un approccio distribuito e dinamico
Ogni area ha una funzione specifica	Le funzioni emergono da reti e gradienti
Confini anatomici chiari	Transizioni continue e sovrapposte
“Dove avviene?”	“Come si implementa?”
Funzioni localizzate	Codificazione distribuita

Da questa nuova prospettiva, l’organizzazione cerebrale cessa di essere intesa come un mosaico di compartimenti isolati e viene concepita come un sistema dinamico, interconnesso e multidimensionale.

Anatomia e attività neuronale: dai confini anatomici alle reti dinamiche

Cosa ci dice l’anatomia del cervello?

Uno degli argomenti centrali dell’articolo è che l’anatomia non supporta chiaramente l’esistenza di aree funzionali ben definite:

• I diversi metodi per dividere il cervello (citoarchitettura, connettività, recettori, transcriptomica) non concordano tra loro.
• Anche confini considerati “classici” cambiano in base al criterio utilizzato.
• Al posto di limiti netti emergono gradienti continui e transizioni morbide che attraversano varie aree.

Gli atlanti molecolari e genetici recenti rafforzano questa idea, mostrando raggruppamenti di neuroni che non rispettano i confini tradizionali. In altre parole, il cervello sembra organizzarsi seguendo molteplici principi sovrapposti, non uno solo.

Cosa ci dice l’attività neuronale del cervello?

I progressi nelle tecniche di registrazione neuronale massiva (come Neuropixels o l’imaging a due fotoni) hanno permesso di osservare l’attività di centinaia di migliaia di neuroni simultaneamente. I risultati sono sorprendenti:

• Funzioni come il processo decisionale, la memoria, il movimento o il valore appaiono distribuite per tutto il cervello.
• Grandi studi mostrano che le stesse variabili cognitive sono codificate in regioni molto diverse, senza rispettare i confini anatomici classici.
• Molte differenze attribuite alle “aree” possono essere spiegate altresì bene da gradienti, connettività o bias di campionamento.

Questo non significa che “tutto sia ovunque”, bensì che la organizzazione funzionale non coincide necessariamente con le aree anatomiche.

Come si organizza veramente la funzione cerebrale?

L’articolo propone un approccio più flessibile e plurale. Invece di cercare le funzioni in aree specifiche, suggerisce di prestare attenzione a altri principi organizzativi, come:

• Reti distribuite (ad esempio, il linguaggio o il riconoscimento dei volti).
• Gradienti funzionali su larga scala.
• Schemi di connettività.
• Dinamiche di popolazione, dove l’informazione è rappresentata in sottospazi ad alta dimensionalità.

Da questa prospettiva, la domanda chiave non è più “dove avviene una funzione?” per diventare “come viene implementata?”.

La trappola della funzione unica e il suo impatto clinico

Gli autori avvertono di una trappola concettuale frequente: la fallacia della funzione unica. Assumere che, se un’area esiste, debba avere una funzione esclusiva e particolarmente rilevante può portare a:

• Cercare differenze funzionali che forse non esistono.
• Ignorare funzioni condivise e distribuite, che possono essere le più importanti.
• Limitare lo sviluppo di nuovi modelli esplicativi più aderenti ai dati attuali.

Adottare una visione meno centrata sulle aree permette di formulare teorie più ricche su come il cervello integri, separi e trasformi l’informazione.

Implicazioni di questo cambiamento concettuale del cervello per le neuroscienze applicate e cliniche

Questo cambiamento concettuale non è solo teorico. Ha implicazioni dirette per:

• L’interpretazione di studi di neuroimaging e neurofisiologia.
• La progettazione di compiti cognitivi e paradigmi sperimentali.
• La comprensione di disturbi neurologici e neurodegenerativi, dove le alterazioni sono spesso distribuite, non focali.

Comprendere il cervello come un sistema dinamico e distribuito aiuta a spiegare perché molti deficit cognitivi non si adattano bene a lesioni o alterazioni “localizzate”.

Quali altri gruppi lavorano sulla connettività cerebrale?

L’idea che il cervello funzioni come un sistema di reti non è nuova, ma negli ultimi quindici anni ha acquisito un sostegno empirico sempre più solido. Diversi gruppi internazionali hanno promosso questo cambiamento di paradigma, appoggiandosi a grandi banche dati e allo sviluppo di metodi avanzati di analisi.

Il Human Connectome Project è stato uno dei grandi promotori dello studio sistematico della connettività strutturale e funzionale su larga scala. A partire dalla risonanza magnetica ad alta risoluzione (diffusione e fMRI), questo progetto ha permesso caratterizzare il cervello come un grafo complesso, dove le regioni sono intese come nodi interconnessi da reti dinamiche. Il suo impatto è stato decisivo per spostare il foco da “aree isolate” verso schemi di connettività e architetture distribuite.

Le ricerche al Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences sono state fondamentali nello studio dei gradienti funzionali su larga scala, mostrando che l’organizzazione cerebrale non risponde sempre a confini discreti, ma a transizioni continue che attraversano più regioni. Questi lavori hanno rafforzato l’idea che la funzione emerga da assi organizzativi distribuiti, più che da compartimenti chiusi.

Da una prospettiva molecolare, l’Allen Institute ha mostrato che i pattern trascrittomici e cellulari non rispettano nemmeno in modo rigoroso i confini classici delle aree corticali. L’organizzazione genetica e cellulare appare come un mosaico complesso, con sovrapposizioni e gradienti che mettono in discussione l’idea di compartimenti funzionali rigidi.

L’approccio dell’Istituto BioBizkaia all’organizzazione funzionale del cervello

In questa linea, il gruppo guidato da Jesús M. Cortés, direttore della ricerca in NeuronUP e professore Ikerbasque presso il Laboratorio di Neuroimmagine Computazionale dell’Istituto BioBizkaia, sviluppa da anni modelli basati sulla connettività strutturale e funzionale. Il suo paradigma centrale è chiaro:

• Le funzioni cognitive sono rappresentate in reti distribuite, non in aree isolate.
• Le alterazioni neurologiche non colpiscono semplicemente “una regione”, ma schemi specifici di disconnettività all’interno di reti cerebrali concrete.

Da questa prospettiva, diverse condizioni come l’ictus, l’epilessia o le malattie neurodegenerative non vengono interpretate come lesioni focali con effetti locali, ma come perturbazioni delle architetture di rete, ciascuna con una firma connettomica particolare.

Questo approccio permette:

• Caratterizzare profili individualizzati di disconnettività.
• Mettere in relazione alterazioni strutturali con cambiamenti funzionali dinamici.
• Progettare interventi di riabilitazione più adeguati al modello di rete interessato.

Così, la ricerca sulla connettività cerebrale non solo rafforza la critica al paradigma strettamente areale, ma offre un quadro operativo per comprendere sia il cervello sano sia il cervello patologico.

Come si integra questa visione del cervello in NeuronUP?

In NeuronUP lavoriamo con una concezione funzionale del cervello basata sulla plasticità, l’interconnessione e la distribuzione delle funzioni. Questo articolo rafforza tale visione mostrando che:

• Le funzioni cognitive non appartengono a un unico “luogo”, ma a reti e dinamiche condivise.
• La riabilitazione cognitiva può beneficiare di approcci globali, che allenino le funzioni in modo trasversale.
• Gli strumenti digitali permettono di lavorare su questi sistemi distribuiti, favorendo l’adattamento e la riorganizzazione funzionale.

Da questa prospettiva, la riabilitazione non cerca di “attivare un’area”, ma di ottimizzare gli schemi di funzionamento cerebrale.

Conclusione

L’articolo di Nature Neuroscience invita a ripensare uno dei presupposti più radicati delle neuroscienze: che comprendere il cervello consista nel localizzare le funzioni in aree specifiche. L’evidenza attuale indica un’organizzazione molto più complessa, flessibile e distribuita. Accettare questa complessità non indebolisce le neuroscienze; al contrario, apre la porta a modelli più realistici e a interventi più efficaci. 

In questo percorso, la combinazione di ricerca di base, analisi di dati su larga scala e strumenti di intervento come NeuronUP risulta fondamentale per avanzare verso una comprensione più completa del cervello umano.

Bibliografia

• Hayden BY, Heilbronner SR, Yoo SBM. Rethinking the centrality of brain areas in understanding functional organization. Nature Neuroscience. 2026;29:267–278. doi:10.1038/s41593-025-02166-z.

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