Un circuito che guida le transizioni
comportamentali
ROBERTO
COLONNA
NOTE E NOTIZIE - Anno XXI – 06 aprile
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]
I comportamenti innati fanno fronte a numerosi
bisogni e necessità in un modo efficace, in termini di adattamento biologico e
in ordine seriale. Una tale gestione flessibile e sempre ordinata secondo le
circostanze suggerisce l’esistenza di una dinamica cerebrale non ancora
conosciuta e definita, che tiene insieme le rappresentazioni dei comportamenti
imminenti durante la loro selezione.
Changwan Chen e colleghi coordinati da Alexey Ponomarenko hanno specificamente indagato questa dinamica
cerebrale, identificando un circuito prefrontale–ipotalamico–mesencefalico che
sembra comandare le transizioni comportamentali.
(Chen
C. et al., The dynamic state of a prefrontal-hypothalamic-midbrain
circuit commands behavioral transitions. Nature
Neuroscience – Epub ahead of print doi: 10.1038/s41593-024-01598-3, 2024).
La provenienza degli autori è la seguente: Max Planck
Institute for Metabolism Research, Cologne (Germania); Institute for Systems
Physiology, Faculty of Medicine, University of Cologne/University Clinic
Cologne, Cologne (Germania); Institute of Physiology and Pathophysiology,
Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nurnberg, Erlangen (Germania);
Department of Neurophysiology and Chronobiology, Institute of Zoology and
Biomedical Research, Jagiellonian University, Krakow (Polonia); Behavioural Neurodynamics Group, Leibniz Institute for Molecular
Pharmacology (FPM)/NeuroCure Cluster of Excellence, Berlin
(Germania); Excellence Cluster on Cellular Stress Responses in Aging Associated
Diseases and Center for Molecular Medicine Cologne, Cologne (Germania).
Changwan Chen e colleghi hanno rilevato che, durante le
transizioni comportamentali, i possibili comportamenti imminenti sono
codificati da specifici segni distintivi di popolazioni neuroniche dei nuclei
laterali dell’ipotalamo (LH, lateral hypothalamus), che sono attive in prossimità dei picchi
di oscillazioni beta. I ricercatori hanno ottenuto la riprova
sperimentale della corretta identificazione con esperimenti condotti mediante
tecnica optogenetica. In particolare, il reclutamento optogenetico dell’inibizione
intra-ipotalamica, in corrispondenza della fase beta, eliminava
le transizioni comportamentali.
Il prosieguo delle osservazioni ha dimostrato che le
transizioni sono elicitate da impulsi beta-ritmici provenienti dalla
corteccia prefrontale, che spontaneamente si sincronizzano con le “cellule di
transizione” dell’ipotalamo laterale (LH) codificanti i numerosi comportamenti
diversi. A valle dei neuroni ipotalamici, i neuroni dopaminergici accrescono
frequenza e intensità di scarica durante le oscillazioni di fase beta, e
sono risultati egualmente in grado di codificare le transizioni comportamentali.
In tal modo, uno stato di transizione ipotalamica
segnala futuri comportamenti alternativi, codifica quello che ha la maggiore
probabilità di essere selezionato e consente la rapida coordinazione con i circuiti
cognitivi e di elaborazione della ricompensa, guidando i contatti sociali
adattativi e il comportamento alimentare.
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-06 aprile 2024
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