La coordinazione tra le regioni del cervello richiede un'interazione tra modelli di attività cerebrale intrinseca e di attività guidata da stimoli sensoriali. Una delle scoperte più importanti nelle system neuroscience è che il cervello è attivo anche in condizione di “riposo” (rest), e che questa attività (che si può definire “intrinseca”) consuma la maggior parte del bilancio energetico. Il cervello contiene 10¹² neuroni e ognuno è collegato approssimativamente con altri 10⁴ neuroni, il che porta a una stima di circa 10¹⁶ sinapsi nel cervello. È interessante notare che solo circa 1 milione di assoni entrano nel cervello dalla retina, e solo circa 1 milione di assoni escono dal cervello verso il midollo spinale per controllare il movimento. Ciò comporta che la maggior parte dell'attività cerebrale sia intrinseca, ovvero non legata a stimoli sensoriali o ad attività motoria. Studi di risonanza magnetica funzionale (fMRI) dal nostro e altri laboratori hanno dimostrato che l'attività intrinseca è organizzata in un numero finito di reti cerebrali che sono sincronizzate a riposo, se si combinano in modi diversi durante il comportamento (http://www.pnas.org/content/102/27/9673.full;https://www.nature.com/arti...). Attualmente stiamo studiando le basi neurofisiologiche dell'attività intrinseca (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1053811917300629?via%3...), come essa si modifica con l'apprendimento (http://www.pnas.org/content/106/41/17558.long), la relazione con il comportamento (http://www.pnas.org/content/112/26/8112.abstract).

Sul piano comportamentale stiamo inoltre studiando la relazione tra dinamiche oculomotorie e processi cerebrali intrinseci sia nei controlli sani che in pazienti con patologie neurodegenerative (es., Alzheimer) o ictus. La condizione di rest si manifesta in modo diverso a seconda del tipo di segnale cerebrale registrato (es. EEG, fMRI, PET). Una delle domande aperte in neuroscienze è la comprensione di come diversi segnali possano essere integrati per ottenere una descrizione completa ed esaustiva dell’attività cerebrale (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1053811921000586?via%...). Attualmente il nostro gruppo sta portando avanti un progetto di registrazione “multimodale” (BRAINMAP) in soggetti sani sottoposti simultaneamente a EEG, fMRI e PET in condizione di riposo, allo scopo di colmare in parte questa lacuna.

Figura tratta da Favaretto et al. (2021)