Una connessione fra insula e accumbens
è associata ad una scelta di rischio
GIOVANNI ROSSI
NOTE
E NOTIZIE - Anno XIV – 23 gennaio 2016.
Testi pubblicati sul sito
www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind
& Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a
fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta
settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di
studio dei soci componenti lo staff dei
recensori della Commissione Scientifica
della Società.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
Nella vita quotidiana, così come nei laboratori di psicologia, non è infrequente incontrare persone che, nella scelta di opzioni, mostrino preferenze particolari e talora incoerenti in rapporto a rischi e benefici. Fra questi vi sono coloro che sono eccessivamente attratti da giochi o lotterie con montepremi estremamente elevati ma con bassissima probabilità di vincita: i positively skewed gambles, secondo la definizione corrente negli USA.
Leong e colleghi di Stanford, Yale e Indiana University, studiando i correlati neurofunzionali delle preferenze nelle scelte fra diversi tipi di rischi e vantaggi, hanno rilevato che l’attività in due formazioni grigie telencefaliche - come già provato da precedenti studi - consente di prevedere quale sarà l’opzione preferita da un volontario. L’attività delle due regioni sembra si possa interpretare come parte di una rete funzionale, ma nella specie umana non è stata finora descritta fra le due aree una connessione anatomicamente evidente, ossia un tratto di sostanza bianca che le ponga in comunicazione.
I ricercatori hanno allora deciso di mettersi alla ricerca di tale fascio di fibre. Combinando la DW-MRI (diffusion-weighted magnetic resonance imaging) con la trattografia, hanno identificato un tratto assonico che si proietta dall’insula anteriore al nucleo accumbens e ne hanno approfondito lo studio mediante lesioni virtuali e validazione statistica [Leong J. K., et al. White-matter Tract Connecting Anterior Insula to Nucleus Accumbens Correlates with Reduced Preference for Positively Skewed Gambles. Neuron 89 (1): 63-69, 2016].
La provenienza
degli autori è la seguente: Department of Psychology, Stanford Neuroscience
Institute, Stanford University, Stanford, CA (USA); Department of Psychological
and Brain Sciences, Indiana University, Bloomington, IN (USA); Department of
Psychology, Yale University, New Haven, CT (USA).
Precedenti studi avevano accertato che, in volontari attratti dalla possibilità di vincite ingenti anche a fronte di una probabilità estremamente bassa, l’attività del nucleo accumbens e dell’insula anteriore inversamente prediceva la scelta di rischio. Tuttavia, come si è già rilevato, fino ad oggi non era stato individuato un collegamento strutturale fra il nucleo del sistema a ricompensa e questa speciale regione corticale. L’individuazione di tale connessione ha pertanto un valore che esula dagli scopi iniziali, prevalentemente psicologici, dello studio qui recensito.
Per favorire la riflessione e la comprensione in chiave morfo-funzionale da parte del lettore non specialista, si riporta qualche nozione di neuroanatomia.
Convenzionalmente oggi, quando si fa riferimento allo striato (corpo striato dell’anatomia classica), si intende indicare i nuclei caudato e putamen, anche se quest’ultimo non è che la parte esterna del nucleo lenticolare che include il pallido (globus pallidus) laterale e mediale. A questo si contrappone uno striato ventrale costituito essenzialmente dal tubercolo olfattorio e dal nucleo accumbens.
Nucleo accumbens. Lo studio topografico della regione evidenzia, al davanti della commessura anteriore, che la maggior parte degli aggregati neuronici costituenti la materia grigia della sostanza perforata anteriore - e in special modo il tubercolo olfattorio - è in continuità con il fondo dello striato (fundus striati), dal quale di fatto non può essere distinta in termini di interconnessioni, composizione cellulare e caratteristiche istochimiche.
Il nucleo caudato nella sua parte mediale è in continuità con il nucleo accumbens, che è prossimo ai nuclei settali, vicino all’area preolfattoria, alla benderella diagonale di Broca e al fornice. Il nucleo accumbens riceve fibre dopaminergiche dall’area tegmentale ventrale (VTA) del mesencefalo e, in particolare, dai neuroni del gruppo A10. La connessione con la VTA è parte del circuito a ricompensa, importante nei meccanismi di rinforzo naturali ed alterato nella dipendenza da sostanze psicotrope d’abuso. In particolare, si ritiene che la connessione VTA-accumbens sia un sostrato neurale degli effetti di ricompensa per varie classi di composti psicotropi impiegati come “droghe”. Proprio lo studio di questa connessione negli effetti di attivazione locomotoria da parte di stimolanti psicomotori come amfetamina e cocaina, che dipendono dall’eccitazione dei neuroni dell’accumbens da parte della dopamina rilasciata dalle cellule della VTA, ha portato all’ipotesi che le proprietà di rinforzo e ricompensa siano mediate dal sistema dopaminergico mesolimbico.
Insula anteriore. L’insula o Insula di Reil è un’isola di corteccia cerebrale situata sotto il piano superficiale del pallio, nella profondità frontotemporale al di sotto di un lembo corticale, detto opercolo, che la circonda e la sovrasta. Se si rimuove l’opercolo, l’insula appare come un’area di forma grossolanamente piramidale, anche se priva di vertice, con la parte superiore prossima alla sostanza perforata anteriore, dove il solco che la circonda viene a mancare. La struttura e le numerose connessioni dell’insula, in generale, sono descritte nei più recenti trattati di anatomia, ai quali si rimanda per un’esposizione dettagliata, ricordando che molti studi hanno dimostrato la partecipazione di questa regione a numerosi processi cognitivi, spesso in rapporto all’elaborazione affettivo-emotiva e al conferimento di valore e senso astratto e morale a vari tipi di esperienza. Per l’interesse relativo all’inquadramento dello studio qui recensito, ricordiamo che la porzione anteriore agranulare (insula anteriore) è connessa prevalentemente con i nuclei talamici mediodorsale[1] e ventrale posteriore e con strutture olfattorie, limbiche e paralimbiche, ma soprattutto con l’amigdala, ossia il complesso nucleare più studiato per il suo ruolo nella paura (reazione ed apprendimento) e in altre risposte emozionali, oltre che nell’attribuzione di salienza alle percezioni. Tradizionalmente l’insula anteriore era studiata prevalentemente per il suo importante ruolo nell’olfatto e nel gusto.
Leong e colleghi, combinando la DW-MRI con la trattografia, hanno identificato le traiettorie anatomiche di fascicoli di assoni rivestiti da guaine mieliniche oligodendrocitiche, ovvero di sostanza bianca, diretti come proiezione dall’insula anteriore al nucleo accumbens. Ed hanno impiegato lesioni virtuali ed il sistema cosiddetto “LiFE” (Linear Fascicle Evaluation) per la validazione statistica dei dati indicanti la presenza delle connessioni.
L’osservazione ha dimostrato che la coerenza del tratto insula anteriore-nucleo accumbens di destra era correlato con la riduzione della preferenza per i positively skewed gambles.
I ricercatori hanno anche rilevato che la diminuita attività nel nucleo accumbens durante la presentazione sperimentale dell’esperienza di rischio (gamble) mediava l’associazione fra la struttura del tratto e la scelta.
In conclusione, quanto emerso da questo studio, per il cui dettaglio si rimanda alla lettura integrale del lavoro originale, identifica un tratto di connessione precedentemente sconosciuto fra la parte anteriore dell’insula e il nucleo accumbens e fornisce supporto alla nozione secondo cui le connessioni strutturali possono modificare il comportamento, influenzando l’attività cerebrale, quando un soggetto sia impegnato a valutare l’incertezza del guadagno e della perdita.
L’autore della nota ringrazia la
dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla
lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE
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[1] Si ricorda l’importante connessione fra nucleo mediodorsale del talamo e neocorteccia del lobo frontale: “Si definisce Corteccia Prefrontale la parte della corteccia cerebrale che riceve fibre dal nucleo mediodorsale del talamo”. Una definizione valida per tutti i mammiferi (Fuster J., Prefrontal Cortex, pp. 1-2, AP Elsevier, 2008).