L'area chiave del cervello gioca un ruolo cruciale nella dipendenza

Una nuova ricerca rileva che il cervelletto, una grande parte del cervello umano che gli scienziati pensavano fosse principalmente coinvolta nel controllo motorio, può svolgere un ruolo chiave nella ricerca della ricompensa e nei comportamenti sociali. I risultati possono aiutare a informare le future terapie per il trattamento della dipendenza.

Una nuova ricerca suggerisce che il cervelletto del cervello può spiegare la dipendenza.

Ricerche recenti hanno accennato al fatto che, oltre al movimento, il cervelletto del cervello può anche aiutare a controllare le funzioni cognitive, come il linguaggio, l'apprendimento e l'attenzione.

Ora, gli scienziati dell'Albert Einstein College of Medicine nel Bronx, NY, suggeriscono che quest'area potrebbe anche regolare l'elaborazione della ricompensa e la dipendenza.

Kamran Khodakhah, Ph.D., professore e presidente del Dipartimento di Neuroscienze Dominick P. Purpura di Einstein, ha guidato il nuovo studio. Gli scienziati hanno condotto lo studio sui topi.

Il Prof. Khodakhah e il suo team hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Scienza. Ilaria Carta, ricercatrice di dottorato presso Einstein, e Christopher Chen, Ph.D., sono entrambi i primi autori dell'articolo.

Perché studiare il cervelletto?

Il Prof. Khodakhah e i suoi colleghi sono stati stimolati nel loro sforzo di ricerca da studi più recenti che hanno accennato al ruolo del cervelletto nella dipendenza e nell'interazione sociale.

Ad esempio, alcuni studi hanno scoperto che il cervelletto non funziona correttamente nelle persone con comportamento di dipendenza, disturbo dello spettro autistico (ASD), sindrome cognitiva affettiva e schizofrenia.

Altri studi di risonanza magnetica hanno dimostrato che il cervelletto delle persone che vivono con la dipendenza è iperattivo in risposta agli stimoli a cui si riferisce la loro dipendenza, come l'immagine di una siringa.

"L'idea che il cervelletto facesse molto al di là del controllo del movimento è stata accolta con molto scetticismo", spiega l'autore senior dello studio, "e nessuno aveva indizi reali su come il cervelletto potesse influenzare il rilascio di dopamina".

Gli scienziati hanno soprannominato la dopamina il neurotrasmettitore "sesso, droga e rock'n'roll" a causa del suo ruolo chiave nel comportamento di ricerca della ricompensa. Quando gli esseri umani - oi primati - ricevono una piacevole ricompensa, sia alla fine di un processo di apprendimento che per scopi ricreativi, il loro corpo rilascia l'ormone.

Un'altra area del cervello che gli scienziati hanno implicato nell'elaborazione della ricompensa è la cosiddetta area tegmentale ventrale (VTA). Quindi, nello studio attuale, gli scienziati hanno ipotizzato che i neuroni nel cervelletto comunichino in qualche modo con i neuroni VTA, che sono responsabili del rilascio della dopamina.

Usare la luce per studiare i neuroni nei topi

Gli scienziati hanno utilizzato l'optogenetica per testare la loro ipotesi. L'optogenetica è una tecnica in cui gli scienziati modificano geneticamente i neuroni in modo che rispondano alla luce.

Inducendo geneticamente la fotosensibilità, i ricercatori potrebbero attivare selettivamente gli assoni dei neuroni nel cervelletto. In tal modo, desideravano vedere come sarebbero stati influenzati i neuroni nel VTA.

Un terzo dei neuroni VTA si è attivato in risposta alla stimolazione degli assoni, dimostrando che i neuroni nel cervelletto comunicano con quelli nel VTA.

Successivamente, gli scienziati volevano vedere come, se non del tutto, questa comunicazione interneuronale influenzasse il comportamento di ricerca della ricompensa. Per esaminare questo aspetto, i ricercatori hanno condotto una serie di esperimenti sui topi.

Come il cervelletto influisce sulla ricerca della ricompensa

Nel primo esperimento, i roditori erano liberi di esplorare tutti e quattro gli angoli di una stanza, ma quando hanno raggiunto un angolo specifico, i ricercatori hanno stimolato i neuroni cerebellari dei roditori utilizzando l'optogenetica.

Gli scienziati hanno ipotizzato che, se la stimolazione fosse piacevole, i roditori avrebbero continuato a cercare il comportamento gratificante, ovvero sarebbero tornati ripetutamente nell'angolo in cui hanno ricevuto la stimolazione piacevole.

Come previsto dal team, i roditori stimolati hanno scelto di tornare nello stesso angolo più spesso dei topi di controllo.

Successivamente, per confermare che la stimolazione degli assoni dei neuroni cerebellari ha avuto un ruolo nella dipendenza, i ricercatori hanno condizionato i topi a ricevere una stimolazione piacevole di questi assoni in un'area ben illuminata.

In genere, i topi evitano le luci intense e tendono a sentirsi più a loro agio al buio, dove possono evitare i predatori. Ma in questo esperimento finale, hanno scelto di andare contro la loro solita preferenza, per il bene della stimolazione piacevole.

"Anche se i topi normalmente evitano le aree luminose, ora correvano preferenzialmente verso la luce, perché è lì che si ricordavano di aver ricevuto una ricompensa [...] Questo suggerisce che il cervelletto gioca un ruolo nei comportamenti di dipendenza."

Prof. Kamran Khodakhah

Il cervelletto è anche fondamentale per il comportamento sociale

Un altro esperimento ha rivelato che anche il percorso tra gli assoni cerebellari ei neuroni VTA gioca un ruolo nel comportamento sociale.

I ricercatori hanno messo i topi in una scatola con tre camere. I roditori avevano la possibilità di interagire con un oggetto, un altro topo o essere soli in un'area vuota.

Quando hanno scelto di interagire socialmente, la via degli assoni cerebellari-neuroni VTA era più attiva. Tuttavia, quando gli scienziati hanno utilizzato l'optogenetica per silenziare questo percorso neuronale, i roditori hanno scelto di essere soli o di interagire con l'oggetto inanimato.

I risultati hanno suggerito ai ricercatori che la via degli assoni cerebellari-neuroni VTA potrebbe essere disfunzionale nelle persone con ASD.

"I nostri dati supportano un ruolo per il cervelletto nell'elaborazione della ricompensa e nel controllo del comportamento sociale", concludono gli autori.

"Proponiamo che questo [...] percorso possa spiegare, almeno in parte, l'associazione tra il cervelletto e comportamenti di dipendenza, e fornisce una base per un ruolo per il cervelletto in altri comportamenti motivati ​​e sociali".