Scoperta una nuova via della paura
GIOVANNI
ROSSI
NOTE E NOTIZIE - Anno XXI – 17 febbraio
2024.
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]
La ricerca sulla neurofisiologia delle emozioni
nel secolo scorso si è in gran parte identificata con lo studio delle basi neurali
della paura, ed è stata segnata dalla transizione dalla concezione che aveva il
sistema limbico nel suo insieme quale esclusivo riferimento, a un
modello che elegge i sistemi neuronici dell’amigdala a sede prevalente
delle indagini.
Il modello amigdalo-centrico dei circuiti della
paura proposto da Joseph LeDoux alle soglie del Terzo Millennio può
considerarsi il principale riferimento attuale, anche se oggi sappiamo che il
complesso nucleare amigdaloideo partecipa a un ampio spettro di processi non
emozionali. Gli studi sui rapporti tra morfologia e funzione dei circuiti
mediatori della paura, al pari delle alterazioni molecolari dei sistemi neuronici
mediatori delle risposte allo stress, dell’ansia e dei sintomi fobici,
sono di grande interesse anche per la psichiatria e, più in generale, per la
salute pubblica, vista l’enorme diffusione di questi disturbi e la loro influenza
su rapporti sociali e attività lavorative.
Finora, come si diceva, una parte considerevole
delle nostre conoscenze sulle basi neurali della paura ha riguardato e riguarda
i circuiti dell’amigdala, ma ora, Hao Wang e colleghi
di un nutrito gruppo coordinato da Xiao-Ming Li hanno identificato nel topo una
nuova via della paura indipendente dall’amigdala, a struttura tetra-sinaptica e
mediatrice della paura innata evocata dall’olfatto e di equivalenti murini dell’ansia.
(Wang
H. et al., A molecularly defined amygdala-independent tetra-synaptic forebrain-to-hindbrain
pathway for odor-driven innate fear and anxiety. Nature Neuroscience – Epub ahead
of print doi: 10.1038/s41593-023-01562-7,
2024).
La provenienza degli autori è la seguente: Department
of Neurobiology and Department of Neurology of Second Affiliated hospital,
Zhejiang University School of Medicine, Hangzhou (Cina); Affiliated Mental
Health Center and Hangzhou Seventh People’s Hospital, Zhejiang University
School of Medicine / Nanhu Brain-Computer Interface
Institute, Hangzhou (Cina); National Institute of Biological Sciences, Beijing
(Cina); Tsinghua Institute of Multidisciplinary Biomedical Research, Tsinghua
University, Beijing (Cina); Center for Brain Science and Brain-Inspired
Intelligence, Research Units for Emotion and Emotion Disorders, Chinese Academy
of Medical Sciences / Nanhu Brain-Computer Interface
Institute, Hangzhou (Cina).
Il cosiddetto
“cervello emotivo” della divulgazione, negli anni Novanta cessa di essere
identificato con il sistema limbico e viene ricondotto all’attività dell’amigdala.
Joseph LeDoux individua nel 1995 l’anno decisivo per questo passaggio, quando
sono pubblicati due importanti studi sugli effetti di particolari lesioni
cerebrali sul condizionamento alla paura negli esseri umani. Il primo dei due
lavori è condotto dallo stesso team di LeDoux, il secondo da Antonio
Damasio e collaboratori che riportano, in particolare, il caso di un paziente
con lesione focale di entrambe le amigdale dei due emisferi. In tutti i casi
clinici descritti in questi due studi era compromesso il condizionamento della
paura, mentre la memoria esplicita o dichiarativa dell’esperienza di
condizionamento era intatta[1]. Gli studi mediante fMRI mostravano un’intensa
attività dell’amigdala durante l’apprendimento della paura e, rispetto al resto
dell’encefalo, l’attività amigdaloidea durante il condizionamento era in
rapporto diretto con le aree subcorticali dell’elaborazione visiva (corpi
genicolati laterali del metatalamo visivo e tubercoli superiori della lamina
quadrigemina), mediatrici degli stimoli visivi evocanti la reazione di paura. Si
stabilisce in quegli anni che nell’uomo, come nei roditori, c’è una via
diretta talamo (metatalamo) – amigdala, detta anche via bassa o profonda,
ritenuta nell’uomo la base dell’apprendimento condizionato inconscio della
paura, e una via indiretta, che comporta la proiezione delle informazioni
alle aree corticali specifiche e, da queste, l’invio delle informazioni
elaborate all’amigdala.
In quel
periodo, al noto meccanismo di rilascio da parte del nucleo paraventricolare
dell’ipotalamo del CRH che stimola l’ACTH ipofisario agente sulla corticale del
surrene, si aggiunge la dimostrazione dell’importanza del CRH rilasciato dai
neuroni dell’amigdala nel sangue. Kahneman così
definisce l’amigdala: “la fonte dell’utilità immediata in una situazione
minacciosa”. La questione più dibattuta è come questo complesso nucleare possa
riuscire a influenzare la coscienza, pervadendola quando si attiva nella
reazione di paura. L’opinione di Joseph LeDoux è questa: “La risposta, a mio
parere, è che un’emozione giunge a monopolizzare la coscienza, almeno nell’ambito
della paura, nel momento in cui l’amigdala arriva a dominare la working
memory”[2].
Per dare un’idea
del profilo neurofisiologico attuale dell’amigdala, oltre al suo ruolo nelle
risposte emotive, riprendiamo alcuni brani da una nostra recente recensione: Amigdala
e paura in 130 tipi neuronici[3].
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)[4]. Lorenzo
Borgia nel 2011 ha recensito uno studio che ha rilevato risposte specifiche a
categorie di animali nell’amigdala di destra nell’uomo[5]. 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”[6]; 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[7] 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[8].
L’amigdala
o corpo nucleare amigdaloideo[9] 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[10].
La via della paura generata da stimoli olfattivi,
scoperta da Hao Wang e colleghi, è specificamente
associata alla risposta innata del versante “flight”
della fight or flight
reaction, che si rileva nei maschi. Questa via si attiva con inputs
provenienti dal bulbo olfattivo, e in particolare dalle cellule mitrali
e dalle cellule a pennacchio, e diretti ai neuroni piramidali nella corteccia
peduncolare dorsale, dai quali si dipartono assoni che formano connessioni
con cellule nervose esprimenti colecistochinina (neuroni-Cck+)
nella porzione superiore del nucleo parabranchiale; a loro volta queste
cellule proiettano i loro neuriti su neuroni esprimenti tachichinina 1 (Tac1+)
situati nel nucleo parasubtalamico.
In sintesi, ecco le quattro stazioni della via: bulbo
olfattivo – corteccia peduncolare dorsale – nucleo parabranchiale
– nucleo parasubtalamico.
I ricercatori precisano che la sperimentazione ha
evidenziato la specificità di questa via nervosa centrale per la paura
innata, evocata da stimoli olfattivi associati alla memoria di
minacce per l’integrità. Gli esperimenti di attivazione selettiva di questa via
tetra-sinaptica inducono risposte innate di paura, mentre l’inibizione
sperimentata da Hao Wang e colleghi induce in modo
evidente la soppressione della paura innata dei topi.
Interessante anche la sperimentazione che è stata
condotta per verificare un ruolo di questo nuovo circuito nei comportamenti
equivalenti ai sintomi umani dell’ansia, prodotti dall’attivazione dei sistemi
neuronici dello stress: i ricercatori hanno rilevato che questa via a
quattro sinapsi è necessaria e sufficiente a generare le risposte omologhe
dell’ansia da stress.
L’insieme dei dati emersi in questo lavoro delinea l’esistenza
di una via mai descritta in precedenza, che costituisce la base neurale sia
della paura innescata da percezione, sia dell’ansia indotta da stress, e
va dal proencefalo al rombencefalo in un percorso tetra-sinaptico che esclude
l’amigdala.
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-17 febbraio 2024
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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] Una lesione ippocampale sia nell’uomo
che nel topo compromette il condizionamento alla paura.
[2] Joseph LeDoux, Il Sé
sinaptico – Come il nostro cervello ci fa diventare quel che siamo, p. 313,
Raffaello Cortina, Milano 2002.
[3] Note e Notizie 04-11-23 Amigdala e paura in 130 tipi neuronici.
[4] Note e Notizie 06-06-09
Amigdala e striato accoppiati per la memoria.
[5] Note e Notizie 17-09-11
Amigdala umana risponde a categorie di animali.
[6] 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).
[7] 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.
[8] Note e Notizie 15-01-11
Amigdala e rischio di essere predati cercando il cibo.
[9] 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).
[10] Note e Notizie 10-09-11 Amigdala più grande nei figli di madri depresse.