Amigdala e paura in 130 tipi neuronici
GIOVANNI
ROSSI
NOTE E NOTIZIE - Anno XX – 04 novembre
2023.
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]
Come notavamo l’anno scorso, seguiamo sempre con
molta attenzione la ricerca sull’amigdala, in particolare gli studi che indagano
la sua partecipazione a processi cognitivi, perché in passato era considerata
un aggregato nucleare del sistema limbico esclusivamente specializzato nella
mediazione delle risposte emozionali e da stress, ma ormai da decenni si
è evidenziata la sua partecipazione a compiti di classificazione,
riconoscimento e conservazione di tracce di esperienza. Fermo restando il
nostro interesse per tutte le nuove acquisizioni sul suo ruolo nell’apprendimento
emozionale in base alla sua identificazione, sostenuta Joseph LeDoux, con la base
neurale delle emozioni al posto del vecchio concetto di circuito limbico, oggi
è in questione la comprensione del ruolo dell’amigdala nella dinamica dei
processi delle grandi reti neuroniche cerebrali e della complessa regolazione
della loro connettività funzionale.
Un filo di Arianna nel labirinto dei criteri
biologici alla base della neurofisiologia dell’amigdala si ritiene possa venire
dallo studio, nei singoli neuroni, dei cambiamenti di stato associati al
comportamento: a questo fine, l’uso di marker genetici e della
trascrittomica di singole cellule costituisce il metodo più promettente.
Hannah Hochgerner e un
nutrito gruppo di ricercatori israeliani coordinati da Amit Zeisel
hanno realizzato una dettagliata tassonomia per tipo cellulare dei neuroni dell’amigdala
di topi adulti, studiati durante l’apprendimento della paura e nel corso dei
processi di consolidamento della memoria.
(Hochgerner H., et al., Neuronal types in the mouse
amygdala and their transcriptional response to fear conditioning. Nature Neuroscience – Epub ahead
of print doi: 10.1038/s41593-023-01469-3,
2023).
La provenienza degli autori è la seguente: Faculty of Biotechnology and Food Engineering,
Technion – Israel Institute of Technology, Haifa (Israele);
Sagol Department of Neurobiology, University of Haifa, Haifa (Israele).
Per introdurre il lettore alla neurofisiologia del
complesso nucleare amigdaloideo mi avvalgo di brani di testo tratti da
precedenti recensioni di importanti lavori sperimentali.
Roberto Colonna ha 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)[1]. Lorenzo
Borgia nel 2011 ha recensito uno studio che ha rilevato risposte specifiche a
categorie di animali nell’amigdala di destra nell’uomo[2]. 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”[3]; 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[4] 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[5].
L’amigdala
o corpo nucleare amigdaloideo[6] 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[7].
Torniamo
ora al lavoro di Hannah Hochgerner, Amit Zeisel e colleghi.
La
realizzazione di questa analitica e completa tassonomia per tipo cellulare
di tutti i neuroni dell’amigdala del topo in età adulta, è stata ottenuta durante
l’apprendimento di una paura condizionata e nel corso del processo di
consolidamento della memoria formata.
I
ricercatori hanno realizzato un sequenziamento di RNA per singola cellula,
su topi privi di condizionamenti e su topi che avevano appreso mediante
associazione condizionata una reazione di paura, identificando 130 tipi cellulari
differenti tra i neuroni studiati e validando la loro distribuzione spaziale.
Un
sotto-insieme di tutti i tipi neuronici è risultato trascrizionalmente rispondente
all’apprendimento della paura e alla rievocazione della memoria. Le cellule
di engramma attivate regolano in alto l’espressione dei geni dell’attività
di risposta e coordinano l’espressione di geni associati con 1) l’accrescimento
degli assoni dei neuroni; 2) la segnalazione sinaptica; 3) la plasticità;
4) lo sviluppo.
Hochgerner, Zeisel e colleghi hanno identificato geni mai descritti in
precedenza quali candidati “geni rispondenti” all’apprendimento della paura, e
hanno anche individuato geni già conosciuti con questo ruolo. L’esito del
lavoro, che nell’insieme costituisce un atlante molecolare per tipi
cellulari neuronici del complesso nucleare dell’amigdala, fornisce
una base per generare ipotesi per il riconoscimento dei tipi di neuroni e dei
circuiti neurali che regolano la componente emozionale della memoria e dell’apprendimento.
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”).
Giovanni Rossi
BM&L-04 novembre 2023
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La Società Nazionale
di Neuroscienze BM&L-Italia, affiliata alla International Society of Neuroscience,
è registrata presso l’Agenzia delle Entrate di Firenze, Ufficio Firenze 1, in data
16 gennaio 2003 con codice fiscale 94098840484, come organizzazione scientifica
e culturale non-profit.
[1] Note e Notizie 06-06-09
Amigdala e striato accoppiati per la memoria.
[2] Note e Notizie 17-09-11
Amigdala umana risponde a categorie di animali.
[3] 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).
[4] 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.
[5] Note e Notizie 15-01-11
Amigdala e rischio di essere predati cercando il cibo.
[6] 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).
[7] Note e Notizie 10-09-11 Amigdala più grande nei figli di madri depresse.