Amigdala umana e apprendimento associativo

 

 

ROBERTO COLONNA

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XIX – 25 giugno 2022.

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]

 

Seguiamo sempre con molta attenzione la ricerca sull’amigdala, soprattutto per ciò che concerne gli studi che indagano il suo ruolo in vari processi cognitivi. Infatti, da sempre considerata – quale struttura del sistema limbico – un aggregato di nuclei neuronici che media le risposte emozionali, da decenni ha rivelato la partecipazione a compiti di classificazione, riconoscimento e conservazione di tracce delle esperienze, ma l’etichetta di “centro della paura” o anche l’identificazione scientifica proposta a fine anni Novanta da Joseph LeDoux con la base neurale delle emozioni, al posto del vecchio concetto di circuito limbico, ancora troppo prossimo al “circuito di Papez”, hanno contribuito a rallentare la recezione di criteri più fondati e adeguati alle conoscenze attuali sulle grandi reti neuroniche e sul senso che la loro fisiologia assume alla luce delle loro interazioni e della complessa regolazione della connettività funzionale.

La nostra scuola neuroscientifica, seguendo le tesi del presidente, ha sempre evidenziato la tendenza in neurofisiologia, probabilmente in gran parte inconsapevole, a seguire il vecchio criterio localizzatore, consistente nell’attribuzione ad aree anatomiche discrete di un singolo ruolo specifico corrispondente a un concetto di funzione formulato su base culturale. Giuseppe Perrella ricordava, a uno dei primi incontri dei soci sulla fisiologia dei nuclei della base del telencefalo, che si formulano spesso ipotesi e si sostengono tesi sui ruoli di queste formazioni grigie, dimenticando che non abbiamo ancora risposto a domande biologiche di fondo, quali: perché si sono evoluti il claustro, il nucleo lenticolare, con putamen e pallido, il nucleo caudato e l’amigdala? Qual è la ragione biologica (reale) della loro separazione, conformazione e comparsa separata nella filogenesi?[1]

In attesa che si trovino risposte a queste domande, registriamo il risultato di un nuovo studio sul ruolo dell’amigdala nell’apprendimento, che ci testimonia quanto questa realtà sia complessa e ancora tutta da conoscere e tutta da interpretare. Il team di ricerca, di cui fa parte lo stesso Joseph LeDoux, apre la strada a una nuova prospettiva nello studio delle basi dell’apprendimento associativo nell’uomo.

(Wen Z., et al., Temporally and anatomically specific contributions of the human amygdala to threat and safety learning. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 119 (26) e2204066119 Epub ahead of print doi: 10.1073/pnas.2204066119, 2022).

La provenienza degli autori è la seguente: Department of Psychiatry, New York University, Grossman School of Medicine, New York, NY (USA); Department of Psychiatry, Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Charlestown, MA (USA); Center for Neural Science and Department of Psychology, New York University, New York, NY (USA); Department of Psychology, Harvard University, Cambridge, MA (USA); Center for Biomedical Imaging and Neuromodulation, Nathan Kline Institute for Psychiatric Research, Orangeburg, NY (USA).

[Contributed by Joseph LeDoux].

Ricordo di aver recensito già nel giugno 2009 uno studio sulla partecipazione dell’amigdala, accoppiata elettricamente al corpo striato, alla formazione di quelle memorie non-associative che si chiamano abitudini (l’altra forma non associativa è la sensibilizzazione)[2]. Lorenzo Borgia nel 2011 ha recensito uno studio che ha rilevato risposte specifiche a categorie di animali nell’amigdala di destra nell’uomo[3]. Da quella interessante recensione, traggo un brano che ci illustra la popolarità raggiunta qualche anno fa dall’amigdala e dall’idea diffusa dai media sul suo ruolo negli USA:

“Ancora oggetto esclusivo di interesse per medici e neuroscienziati in Italia, l’amigdala gode da alcuni anni di una larga popolarità negli Stati Uniti, grazie alla straordinaria diffusione di nozioni, pur non sempre corrette, circa i suoi ruoli funzionali e la sua importanza nella vita psichica. Ecco alcuni esempi. Nel fumetto di Batman L’ombra del pipistrello compare un mostro furioso chiamato Amygdala, come il “complesso di nuclei del cervello che controlla i sentimenti di rabbia”[4]; nella rubrica giornalistica “Kid’s City” si analizza il ruolo dell’amigdala nelle paure infantili; un sito web invita a cliccare sulla propria amigdala, ossia ad agire su pulsanti grafici per esporsi a stimoli che si ritiene possano attivare quel complesso nucleare; in un film di fantascienza di un certo successo, un alieno dichiarava di poter controllare le paure delle persone agendo sui loro nuclei amigdaloidei; infine, il neuroscienziato Joseph Le Doux racconta di essere stato più volte contattato da avvocati che stavano costruendo la difesa dei propri assistiti ‘basandola sull’amigdala’.”

Il ruolo dell’amigdala[5] nella mediazione della paura, con i suoi patterns di attivazione fisiologica, ne ha anche suggerito lo studio per la comprensione del comportamento dei mammiferi nel procurarsi il cibo evitando il pericolo di essere aggrediti[6].

L’amigdala o corpo nucleare amigdaloideo[7] è un agglomerato nucleare pari e simmetrico grigio-rossastro a forma di mandorla del diametro di 10-12 mm, situato nella profondità dorso-mediale del lobo temporale, in prossimità topografica della coda del nucleo caudato, ma non collegata fisiologicamente al controllo motorio e procedurale dei nuclei del corpo striato. L’amigdala, da una parola greca che vuol dire mandorla, occupa la parte anteriore del giro paraippocampico e la parte iniziale dell’uncus, sporgendo davanti al corno di Ammone. Descritta in anatomia con i nuclei della base telencefalica, al suo interno è composta da aggregati di pirenofori che formano una dozzina di piccoli nuclei classificati in vario modo, anche se più spesso ripartiti in tre aree: amigdala laterale (AL), amigdala centrale (AC) ed amigdala basale (AB). In neurofisiologia l’amigdala è tradizionalmente considerata parte del sistema limbico ma, come è noto, la concezione di Paul McLean secondo cui l’insieme delle aree filogeneticamente più primitive costituiva una unità funzionale, detta anche cervello emotivo, è venuta a cadere nel tempo e l’amigdala è stata indagata spesso separatamente o nei suoi rapporti con aree neocorticali.

Alla luce delle conoscenze attuali non è più possibile ipotizzare ripartizioni funzionali ingenue con ruoli localizzati in singoli comparti, tuttavia al suo interno l’amigdala ha mostrato una specializzazione che vede implicati, ad esempio, nella mediazione del comportamento sessuale, i nuclei mediale e posteriore e, nella paura, i nuclei laterale e centrale.

Anche se negli ultimi decenni è stata studiata soprattutto in relazione alla paura e all’apprendimento della paura condizionata, i suoi sistemi neuronici intervengono in una gamma considerevole di processi, quali quelli relativi al conferimento di valori d’affezione a stimoli percettivi, alle associazioni con stimoli sessuali, alle risposte di attenzione motivata in chiave di interesse edonico o di allerta e di allarme. Inoltre, come faceva rilevare il nostro presidente, numerosi studi suggeriscono che questo complesso nucleare, con le sue estese connessioni, svolga un ruolo critico nella regolazione di vari comportamenti cognitivi e sociali, oltre che affettivo-emotivi[8].

Ritorniamo allo studio di Wen e colleghi.

L’apprendimento della minaccia per associazione condizionata pavloviana costituisce un modello “traduzionale” per lo studio dei sistemi cerebrali implicati nella psicopatologia dei disturbi d’ansia e traumatici. L’amigdala è considerata da decenni una protagonista di questa importante forma di apprendimento in tante specie diverse, anche filogeneticamente non vicine tra loro. La plasticità neurale in sotto-aree dell’amigdala dei roditori è notoriamente una base essenziale sia per l’apprendimento condizionato da minaccia della paura, sia per altre forme di apprendimento. Ma recenti studi di neuroimmagine del cervello umano hanno rilevato elementi eterogenei e contrastanti circa il ruolo dell’amigdala nell’apprendimento della paura condizionata e nell’apprendimento tout court, senza associazione emozionale.

Per studiare e cercare di scoprire l’origine di queste discrepanze, Wen e colleghi hanno esaminato le risposte dell’amigdala umana a stimoli predittivi di una minaccia, in un grande campione di soggetti volontari, e hanno identificato e testato tre importanti fattori che possono contribuire a determinare queste incongruità: 1) il profilo temporale della risposta dell’amigdala nell’apprendimento condizionato della paura; 2) la specificità anatomica delle risposte dell’amigdala durante il condizionamento alla minaccia e l’apprendimento sicuro, privo di componenti emozionali negative; 3) potere insufficiente per la precisa identificazione di queste risposte.

I ricercatori hanno combinato i dati ottenuti attraverso studi multipli, usando un ben validato paradigma di condizionamento alla minaccia umano, per esaminare la partecipazione dell’amigdala sia durante il condizionamento alla paura sia nell’apprendimento ordinario. In 601 volontari hanno rilevato che due sub-regioni dell’amigdala tracciavano lo stimolo condizionato con lo shock “avversivo” durante la fase iniziale del condizionamento, mentre una sola subregione amigdaloidea mostrava una risposta ritardata allo stimolo non accoppiata con lo shock.

L’insieme di tutti i risultati emersi dallo studio, per il cui dettaglio si rimanda al testo integrale dell’articolo originale, identifica similarità tra le specie animali dei contributi specifici temporali e anatomici dell’amigdala all’apprendimento della minaccia e all’apprendimento ordinario, e conferma la partecipazione dell’amigdala umana nell’apprendimento associativo; infine, evidenzia alcuni fattori importanti per i ricercatori impegnati nella ricerca futura sull’apprendimento associativo negli esseri umani.

 

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 E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

 

Roberto Colonna

BM&L-25 giugno 2022

www.brainmindlife.org

 

 

 

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[1] In un’altra circostanza ha affermato: “Spesso si costruiscono ipotesi su inferenze ipotetiche, condivise di frequente per abitudine o convenzione, ma mai dimostrate. In tal modo, si finisce per interpretare i dati emergenti dalla ricerca secondo un inconsapevole modello mentale precostituito, scartando le evidenze in contrasto, e si proietta sulla realtà del cervello l’idea che si ha in mente, scambiandola per evidenza sperimentale”.

[2] Note e Notizie 06-06-09 Amigdala e striato accoppiati per la memoria.

[3] Note e Notizie 17-09-11 Amigdala umana risponde a categorie di animali.

[4] Durante l’epoca buia della “psicochirurgia”, in alcuni paesi si interveniva sul cervello di detenuti molto aggressivi e responsabili di delitti attribuiti ad accessi di rabbia violenta, distruggendo bilateralmente le amigdale, anche se, a quell’epoca era stata individuata nell’ipotalamo un’area molto ristretta che, se stimolata, causava rabbia (ira).

[5] Per una sintetica descrizione anatomo-funzionale dell’amigdala si veda in Note e Notizie 18-12-10 Amigdala centrale quale sede della segnalazione delle omissioni e un brano di una relazione del presidente della Società Nazionale di Neuroscienze, Giuseppe Perrella, in Note e Notizie 20-11-10 Basi cerebrali della psicopatia, un disturbo ignorato dal DSM – quarta parte.

[6] Note e Notizie 15-01-11 Amigdala e rischio di essere predati cercando il cibo.

[7] L’esposizione che segue è tratta da un brano di una relazione tenuta lo scorso anno dal presidente della Società Nazionale di Neuroscienze (si veda in Note e Notizie 20-11-10 Basi cerebrali della psicopatia, un disturbo ignorato dal DSM – quarta parte).

[8] Note e Notizie 10-09-11 Amigdala più grande nei figli di madri depresse.