Scoperto un centro nel rafe per le esperienze negative

 

 

GIOVANNA REZZONI

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XVI – 14 dicembre 2019.

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]

 

I disturbi psicopatologici caratterizzati da alterazione del tono dell’umore, in particolare la depressione maggiore e gli stati mentali che accompagnano l’esposizione protratta a stress, sono espressione di una modalità funzionale del cervello che elabora come esperienze negative numerosi stimoli, fatti e circostanze che la maggior parte delle persone non affette considera neutre o trascurabili. Tale assetto funzionale è anche caratterizzato da un impegno e un’attività neuronica dei sistemi che rispondono alle esperienze oggettivamente negative, notevolmente superiore alla media per durata, dimensione ed estensione.

Questa diversa elaborazione della qualità dell’esperienza è la ragione per cui si ritiene che la conoscenza delle basi cerebrali della risposta a stimoli negativi possa aiutare a comprendere la fisiopatologia dei disturbi depressivi. L’esatta definizione dei circuiti neuronici e dei processi cellulari e molecolari implicati nell’elaborazione e nell’apprendimento delle risposte alle esperienze negative, si spera possa fornire tracce di importanza decisiva per un trattamento dei disturbi depressivi più efficace di quelli attualmente in uso.

Szőnyi e colleghi hanno impiegato una serie di tecniche per definire il ruolo di uno specifico circuito neuronico che origina nella regione del rafe mediano del tronco encefalico murino. La sperimentazione ha individuato una sub-popolazione di cellule nervose eccitatorie che proiettano ad aree cerebrali attive nelle risposte di avversione, che ricevono feedback ricorrenti dall’abenula laterale e feedback convergenti da una serie di circuiti associati all’elaborazione della paura. Questi neuroni sono attivati da stimoli che inducono avversione, e la stimolazione artificiale promuove o una reazione avversa o un comportamento equivalente a quello umano associato all’ansia.

La sottopopolazione studiata da Szőnyi e colleghi sembra svolgere un ruolo di guida funzionale in una rete che contribuisce alla mediazione della motivazione di stati negativi.

(Szőnyi A., et al. Median raphe controls acquisition of negative experience in the mouse. Science 366 (6469): eaay8746, 2019 - Epub ahead of print doi: 10.1126/science.aay8746, 2019).

La provenienza degli autori è prevalentemente la seguente: Laboratory of Cerebral Cortex Research, Department of Network Neurobiology, Institute of Experimental Medicine, Hungarian Academy of Science, Budapest (Ungheria); Laboratory of Behavioral and Stress Studies, Department of Network Neurobiology, Institute of Experimental Medicine, Hungarian Academy of Science, Budapest (Ungheria)

Per tutte le specie animali, nella realtà biologica naturale, la fisiologia della risposta alle esperienze negative ha un’importanza fondamentale ai fini della sopravvivenza. Gli animali devono rapidamente riconoscere eventi e circostanze potenzialmente in grado di minacciare la salute o la vita dell’organismo, produrre una risposta appropriata, apprendere il suo contesto così da prevedere il nuovo verificarsi di esperienze simili. Tale processo richiede l’abenula laterale (LHb) e l’area tegmentale ventrale mediale (mVTA) per la valutazione e la previsione di stimoli negativi. I neuroni della LHb promuovono la codifica del comportamento di avversione, imparano a rispondere a segnali che indicano la presenza di stimoli negativi e attivano i neuroni dopaminergici della mVTA che elaborano le esperienze negative.

L’ipereccitazione dei neuroni LHb porta a sintomi simil-depressivi, mentre la loro inattivazione ha un effetto antidepressivo. Affrontare esperienze negative richiede anche che il sistema setto-ippocampale registri e rievochi le memorie contestuali degli eventi. Tale processo richiede un’accresciuta scarica dei neuroni pacemaker positivi alla parvalbumina (PV-positive) nel setto mediale e nei tratti verticali della benderella diagonale di Broca (MS/VDB), con conseguenti oscillazioni theta nell’ippocampo. Fino allo studio di Szőnyi e colleghi, il modo in cui tutti questi centri coordinano la loro attività durante le esperienze negative era scarsamente definito.

Poiché i neuroni della LHb non proiettano direttamente al sistema setto-ippocampale, si è ipotizzato un intervento di coordinazione fra i due centri da parte della regione del rafe mediano troncoencefalico. La partecipazione alla regolazione del tono dell’umore, delle reazioni di paura e dell’ansia da parte del rafe mediano si conosce da tempo, e da decenni si studiano le sue proiezioni assoniche alle formazioni grigie circostanti, ma non è noto il modo in cui i suoi neuroni elaborino le esperienze negative. Per scoprirlo, Szőnyi e colleghi hanno studiato questa regione nel topo impiegando tecniche di tracciatura dei tratti specifiche per tipo cellulare, microscopia immunoelettronica (block-face scanning immunoelectron microscopy) e metodi elettrofisiologici in vivo e in vitro. Per cercare di definire il ruolo dei neuroni del rafe mediano nell’acquisizione di esperienze negative, i ricercatori hanno combinato tecniche optogenetiche con esperimenti comportamentali e registrazione elettrofisiologica in vivo.

I risultati degli esperimenti, per il cui dettaglio si rimanda al testo integrale dell’articolo originale, hanno rivelato che il rafe mediano troncoencefalico ospita popolazioni di cellule nervose specializzate nell’elaborazione delle esperienze negative, che costituiscono un vero e proprio centro-chiave per questa funzione. In particolare, la popolazione di neuroni positiva al trasportatore 2 del glutammato vescicolare (vGluT2) può innescare l’asse LHb-mVTA, che si attiva nell’avversione e nella previsione negativa, e fa rapidamente far cambiare lo stato del sistema setto-ippocampale, così da consentirgli l’acquisizione immediata di memorie episodiche delle esperienze sgradevoli o minacciose.

L’identificazione di questo importante hub neurale suggerisce l’avvio di studi finalizzati all’individuazione di molecole in grado di agire selettivamente su questo bersaglio neuronico per una nuova strategia di trattamento dei disturbi dell’umore in cui il disadattamento nell’elaborazione dei vissuti negativi costituisce una componente importante della psicopatologia.

 

L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la collaborazione e invita alla lettura delle recensioni di studi di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

 

Giovanna Rezzoni

BM&L-14 dicembre 2019

www.brainmindlife.org

 

 

 

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