Uno studio ha scoperto come il cervello innesca le risposte in base a contesti diversi

Si aprono nuove prospettive per gli studi su ansia, depressione e Adhd. La svolta deriva da uno studio condotto dall’unità di ricerca Neuromodulation of Cortical and Subcortical Circuits dell’IIT, coordinata dalla dottoressa Raffaella Tonini, insieme all’Università di Pisa e all’Università del Maryland e pubblicato su Cell Reports. I risultati hanno identificato un meccanismo di autoregolazione che entra in moto quando il cervello deve scegliere e innescare le risposte comportamentali più appropriate in base al contesto: queste condizioni infatti riguardano l’incapacità di calibrare adeguatamente le risposte rispetto agli stimoli ricevuti.

Partendo dal fondamento che il nostro cervello per interagire in modo efficace con l’ambiente deve adattarsi continuamente a contesti diversi, lo studio mette al centro il locus coeruleus, una piccola area del tronco encefalico responsabile della produzione di noradrenalina che regola il livello generale di attivazione e vigilanza del cervello, partecipando all’attivazione e alla selezione delle risposte. Il locus coeruleus comunica con la corteccia prefrontale che attraverso la noradrenalina è coinvolta nel processo decisionale e nel contesto cognitivo. Nonostante questa interazione sia studiata da decenni, rimaneva ancora poco chiaro il modo in cui la corteccia prefrontale influenzasse a sua volta il locus coeruleus.

L’unità ha svolto la sua ricerca con tecniche di laboratorio basate su modelli preclinici e neurotecnologie avanzate, come le sonde SiNAPS sviluppate dall’unità di ricerca Microtechnology for Neuroelectronics dell’IIT del dottor Luca Berdondini, oggi rese accessibili alla comunità scientifica attraverso le attività di Corticale Srl, una startup innovativa nata proprio nell’Istituto. Ha dimostrato che la corteccia prefrontale non è solo destinataria dei segnali del locus coeruleus ma ne influenza l’attività innescando a sua volta il rilascio di noradrenalina. Le comunicazioni compongono quindi un “circuito feedback bidirezionale”. La corteccia prefrontale regola le attività del locus coeruleus che a sua volta le invia segnali, in uno scambio continuo di interazioni reciproche.

Questo circuito è dotato di un sistema di autoregolazione integrato in cui, nel caso di una risposta a prolungata attivazione della corteccia prefrontale, i neuroni del locus coeruleus producono localmente endocannabinoidi che ne attenuano l’influenza e ne limitano il rilascio di noradrenalina. Essi agiscono come regolatori di precisione nella distinzione del contesto. Disattivando selettivamente questo meccanismo, la capacità di rispondere agli stimoli resta intatta ma si perde la capacità di discernere tra contesti diversi.