Cosa succede nel cervello in caso di ansia?

Gli stati interni, come l’ansia, la fame, lo stress o l’impulso sessuale, determinano il nostro comportamento. Quando non mangiamo da molto tempo siamo di cattivo umore; quando proviamo ansia siamo più passivi e ci ritiriamo. Il gruppo di ricercatori di Basilea guidato da Jan Gründemann e Andreas Lüthi ha indagato come questi stati comportamentali sono codificati nel cervello: quali gruppi di cellule nervose sono attivate nell’amigdala – il «centro cerebrale della paura» – quando si manifestano comportamenti ansiosi? E quali modificazioni si registrano in questa area del cervello quando il comportamento cambia? Con l’aiuto di un nuovo microscopio miniaturizzato i ricercatori sono stati in grado di rilevare per la prima volta nell’amigdala di topi attivi pattern di risposta che raffigurano gli stati d’ansia.

Per i suoi ragguardevoli studi, il gruppo di ricerca di Gründemann e Lüthi ha ricevuto il premio per la ricerca conferito dalla Lega svizzera per il cervello dell’ammontare di 20’000 franchi. Le loro scoperte danno un importante contributo alla comprensione del cervello e celano enormi potenzialità a livello terapeutico.

Una nuova prospettiva grazie al microscopio miniaturizzato
L’amigdala è un complesso nucleare cerebrale che svolge un ruolo particolarmente importante negli stati d’ansia, come il disturbo da stress post-traumatico, e in diversi altri stati interni. Per decifrare la firma neuronale, il «codice», degli stati d’ansia nell’amigdala, il gruppo di ricerca vincitore del premio, guidato da Gründemann e Lüthi, ha svolto studi approfonditi sull’uomo e su modelli animali. I ricercatori hanno utilizzato un innovativo microscopio miniaturizzato che, inserito nell’amigdala, consente di registrare l’attività cerebrale degli animali per diversi giorni. L’interpretazione dell’enorme mole di dati così ottenuti è stata resa possibile da nuove procedure di analisi sviluppate dalla dr. Yael Bitterman, neuroscienziata teorica.

Grazie al nuovo metodo di misurazione, il team è riuscito a identificare nell’amigdala pattern di attività che si modificano nel preciso istante in cui i topi cambiano il proprio comportamento ansioso, per esempio quando l’animale non mostra più un comportamento ansioso e si dedica di nuovo all’esplorazione dell’ambiente. L’amigdala è posta a un livello cerebrale molto profondo e pertanto finora non era stato possibile misurarne l’attività, in relazione a comportamenti diversi, per più giorni. Il gruppo di ricerca stesso è rimasto sorpreso dal tipo di firma che è riuscito a rilevare grazie alla risoluzione più elevata: i pattern scoperti hanno un funzionamento molto diverso da quanto ipotizzato in precedenza e – secondo Gründemann e Lüthi – sono codificati in maniera molto semplice, benché siano responsabili di stati complessi. La loro scoperta è un primo passo che apre un campo interamente nuovo di possibili studi di estensione.

Nuovi approcci al trattamento del disturbo da stress post-traumatico?
Il tipo di elaborazione dei dati che i ricercatori hanno utilizzato qui per la prima volta potrebbe essere decisivo per descrivere diversi stati interni, e a lungo termine consentirà probabilmente di trarre indicazioni utili per il trattamento di patologie umane come il disturbo da stress post-traumatico e di affrontare il problema in modo più mirato “alla radice”.

Il premio in denaro conferito dalla Lega svizzera per il cervello sosterrà le ulteriori indagini del team di ricerca. Un prossimo studio sarà volto a indagare in che misura le firme neuronali osservate si associano ad altri comportamenti, per esempio durante l’interazione sociale o la ricerca di cibo. I ricercatori del team intendono inoltre verificare se delle modifiche mirate delle firme neuronali possano indurre cambiamenti comportamentali. In questo modo sperano di offrire un punto di partenza per nuove ricerche sul comportamento umano.

Il cervello è il nostro organo più importante: comanda il corpo, i sensi e le emozioni, ma in realtà lo conosciamo poco.

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