Studiando la sete, un gruppo di ricercatori della Stanford University ha compiuto un importante passo avanti nella comprensione dei meccanismi cerebrali che portano dalla percezione di uno stimolo sensoriale a una risposta comportamentale adeguata. Lo studio è pubblicato su “Science”.

Passare dalla percezione di un bisogno, che fornisce una spinta motivazionale ad agire, al comportamento che permette di soddisfarlo, è un processo estremamente complesso e difficile da analizzare. È infatti necessario prendere in considerazione sistemi cerebrali che di solito sono studiati separatamente, quello percettivo e quello motorio, e i feedback che si instaurano fra di essi, che servono a evitare che una volta innescato il comportamento di risposta questo prosegua oltre il necessario, fino a diventare dannoso.
William E. Allen e colleghi hanno preso in esame la sete perché il bisogno che genera è molto forte e la risposta comportamentale, cioè bere, molto semplice e univoca.

I ricercatori hanno modificato geneticamente un ceppo di topi in modo che gruppi selezionati dei loro neuroni potessero essere attivati o disattivati a comando con le tecniche di optogenetica. Questo ha consentito di monitorare e, all’occorrenza alterare, lo stato di attività di 24.000 neuroni in 34 aree cerebrali di ciascuno degli animali.

Hanno così osservato che quando i topi assetati venivano messi in una gabbia in cui potevano percepire la presenza di acqua, si innescava un’attività neuronale che, a partire dalle aree sensoriali, nel giro di poche centinaia di millisecondi si espandeva in una rete articolata, diffusa in tutte le aree monitorate.

I singoli neuroni potevano appartenere a una pluralità di reti neurali, ciascuna responsabile di un diverso aspetto delle attività destinate a soddisfare il bisogno (in questo caso, dissetarsi); ogni singolo neurone, inoltre, sembra essere responsabile di un piccolo segmento di quell’aspetto.

Dal monitoraggio è poi risultato che alcuni gruppi di neuroni dell’ipotalamo (appartenenti alla classe dei neuroni glutammatergici) hanno un ruolo essenziale nell’interrompere il comportamento di risposta dopo che il bisogno è stato soddisfatto. In particolare, questi neuroni creano una “barriera energetica”, che blocca attivamente la propagazione degli stimoli provenienti dal sistema sensoriale (che, per esempio, continua a segnalare la presenza di acqua), in modo che non arrivi alle aree del cervello che controllano l’innesco dei comportamenti di risposta.

Interamente tratto da “Le Scienze” del 5 aprile 2019

Link allo studio citato nell’articolo: https://science.sciencemag.org/content/early/2019/04/03/science.aav3932

Johnny McClung

Copertina a cura di Maddalena Sarotto