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
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