Ricercatori dell'University of California, Riverside hanno mappato un circuito che facilita il passaggio tra stati comportamentali e regole cognitive. Lo studio, pubblicato su eLife, si concentra sul locus coeruleus (LC), la principale sorgente cerebrale di noradrenalina, sostanza coinvolta in attenzione, arousal, apprendimento, risposte allo stress e processo decisionale.
Nell'esperimento, i topi sono stati addestrati a un compito di cambio regola: all'inizio cercavano ricompense seguendo la trama della lettiera; senza preavviso la regola cambiava e dovevano affidarsi all'odore. I ricercatori hanno registrato l'attività della corteccia prefrontale con mini microscopi che tracciavano centinaia di neuroni durante il compito.
Il team ha poi usato metodi chemogenetici per sopprimere l'attività del LC. Con il LC compromesso, gli animali hanno faticato ad adattarsi, hanno proseguito con strategie obsolete e hanno richiesto molti tentativi in più. I dati indicano che i segnali del LC aiutano a riorganizzare i pattern di attività nella corteccia prefrontale, permettendo il disimpegno da una regola vecchia e l'impegno in una nuova.
La perturbazione del LC non ha soltanto ridotto l'attività: ha aumentato il «rumore» della rete prefrontale, con più neuroni attivi e cellule singole che rispondevano a informazioni più miste. Analisi di machine learning hanno mostrato che l'attività cerebrale non rifletteva più chiaramente la fase di apprendimento né prevedeva le scelte imminenti, rendendo più difficile distinguere i pattern neurali. Gli autori osservano che il LC è colpito nelle fasi iniziali della neurodegenerazione; i risultati hanno quindi implicazioni per l'invecchiamento e la malattia di Alzheimer e indicano possibili circuiti neurali da considerare come target terapeutici. Il lavoro è stato finanziato dal National Institute of Neurological Disorders and Stroke e dal National Institute on Drug Abuse. Fonte: UC Riverside.
Parole difficili
- locus coeruleus — sorgente principale di noradrenalina nel cervello
- noradrenalina — neurotrasmettitore che regola attenzione e stress
- chemogenetico — metodi che usano strumenti chimici e geneticichemogenetici
- disimpegno — atto di smettere di seguire una regola
- rumore — segnali cerebrali non coerenti o variabili«rumore»
- corteccia prefrontale — parte anteriore della corteccia cerebrale con funzioni cognitive
Suggerimento: passa il mouse o tocca le parole evidenziate nell’articolo per vedere definizioni rapide mentre leggi o ascolti.
Domande di discussione
- In che modo la compromissione del locus coeruleus potrebbe influire sulle decisioni quotidiane di una persona?
- Quali benefici e rischi potrebbero avere terapie che prendono di mira circuiti come quelli descritti nello studio?
- Come può l'aumento del «rumore» nella corteccia prefrontale rendere più difficile l'apprendimento e l'adattamento alle nuove regole?
Articoli correlati
Due tipi di microglia controllano l'ansia nei topi
Ricercatori della University of Utah hanno scoperto due popolazioni di microglia che nei topi hanno effetti opposti sull'ansia. I risultati, pubblicati su Molecular Psychiatry, suggeriscono nuove possibili vie terapeutiche, ma le cure cliniche non sono imminenti.
Immagini cerebrali spiegano il PTSD nei soccorritori del WTC
Nuove ricerche con scansioni cerebrali mostrano differenze strutturali nei soccorritori del World Trade Center con PTSD. I dati provengono dai programmi sanitari WTC e includono analisi basate sul contrasto grigio‑bianco (GWC).
