Questa struttura cerebrale, finora ritenuta responsabile principalmente della regolazione del movimento, svolgerebbe funzioni finora rimaste nascoste in altri ambiti importanti: dai meccanismi del piacere e della dipendenza fino al comportamento sociale.
Il nome vuol dire “piccolo cervello”, e finora al cervelletto, per quanto importante, era stato riconosciuto il ruolo di protagonista solo nella funzione del controllo del movimento, in particolare della coordinazione e dell’equilibrio. Invece pare che le sue qualità siano alquanto sottostimate, e che le attuali convinzioni debbano essere riviste. Secondo un nuovo studio di ricercatori dell’Albert Einstein College of Medicine di New York, uscito su Science, il cervelletto ha un ruolo cruciale nella regolazione di funzioni cognitive e sociali, in particolare dei meccanismi legati al piacere e alla ricompensa.
INDIZI. C’erano già indizi che questa struttura, grande come un pugno e posta sotto gli emisferi cerebrali, servisse anche ad altro oltre che al controllo del movimento. In alcuni studi di risonanza magnetica su persone affette da dipendenza da droghe, l’area del cervelletto “si accendeva”, segno di attività, quando venivano mostrate immagini collegate alla dipendenza stessa, per esempio una siringa.
Si pensava per questo che la struttura fosse in qualche modo coinvolta nel rilascio del neurotrasmettitore dopamina, nota come la molecola del piacere, della gratificazione e della ricompensa. L’ipotesi che fosse il cervelletto a giocare un ruolo chiave in questi meccanismi, alla base anche delle dipendenze, era però vista con scetticismo.
LEGAMI PIACEVOLI. La ricercatrice Ilaria Carta e un gruppo di suoi colleghi hanno ideato un esperimento per trovare tracce fisiche, in pratica la “strada”, attraverso cui questa ipotetica azione potesse esercitarsi. Prima hanno cercato la prova delle connessioni tra i neuroni del cervelletto e quelli dell’area tegmentale ventrale (una delle aree principali in cui viene prodotta dopamina) e che è nota per avere un ruolo importante nei meccanismi della dipendenza. Hanno utilizzato una tecnica per lo studio del cervello chiamata optogenetica, che consiste nell’inserimento all’interno delle cellule di geni che guidano la sintesi di proteine sensibili alla luce. Inserendo questi geni nei neuroni del cervelletto di topi, e attivandoli con la luce, i ricercatori hanno prodotto un’attivazione analoga nei neuroni dell’area tegmentale ventrale, e dimostrato così che il collegamento esiste.
In esperimenti successivi hanno poi testato il ruolo di questi neuroni e la loro influenza sul comportamento. Lasciando i topi liberi di esplorare una gabbia quadrata, e accendendo i geni nei neuroni del cervelletto quando gli animali si trovavano in un punto specifico, hanno osservato che ciascuno dei topi tendeva a tornare o a stare di più in quella zona. Proprio quello che ci si aspettava, a dimostrazione che l’attivazione dei neuroni era uno stimolo piacevole per i topi.
CREARE UNA DIPENDENZA. Per vedere se in questo modo si poteva creare anche una vera e propria dipendenza, i ricercatori hanno ideato un altro esperimento. Questa volta hanno messo gli animali in una gabbia per metà illuminata e per metà buia. I topi preferiscono stare nell’oscurità, e se lasciati liberi vi trascorrono la maggior parte del tempo. Confinandoli per brevi periodi nella parte con la luce, e attivando in quel momento i neuroni del cervelletto, i ricercatori hanno in pratica invertito le preferenze dei topi, che a quel punto tendevano a trascorrere la maggior parte del tempo alla luce anche quando erano liberi di andare al buio. L’interpretazione dei ricercatori è che, avendo ricevuto lì la scarica di dopamina, il neurotrasmettitore del piacere, continuavano a cercare lo stimolo gratificante.
UNO ZAMPINO NELL'AUTISMO? In ricerche degli ultimi anni, è emerso che anche in alcuni disturbi come l’autismo sono presenti anomalie che riguardano il cervelletto. Per controllare se possa incidere in qualche modo il collegamento con i meccanismi già esplorati, i ricercatori hanno posto i topi in una gabbia divisa in tre parti collegate, una contenente un altro topo, la seconda un oggetto, la terza vuota. Per la maggior parte del tempo gli animali preferivano, come atteso, socializzare col compagno, e in questi momenti i neuroni del cervelletto erano attivi.
Quando i ricercatori li hanno silenziati, sempre tramite l’optogenetica, i topi hanno smesso di cercare la presenza del compagno. Gli scienziati la vedono come una conferma che questi neuroni svolgono un ruolo importante anche nel comportamento sociale, e che una loro alterazione può produrre i disturbi del comportamento tipici dell’autismo.
Tutte strade che si aprono all’esplorazione, e che rendono il cervelletto degno di nuovo interesse per le neuroscienze e la medicina.
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