Neuroni e dipendenze, nuova classificazione su Science Signaling

Per capire come funziona il cervello non basta sapere dove si trova un neurone. È importante anche sapere come comunica con gli altri. È proprio da questa idea che parte uno studio dell’Università del Colorado a Boulder che propone un modo nuovo di classificare alcune cellule. I risultati, pubblicati sulla rivista Science Signaling, potrebbero essere utili in futuro per comprendere meglio alcuni disturbi psichiatrici e, in particolare, le dipendenze. Il principio è semplice: i neuroni comunicano tra loro utilizzando sostanze chimiche chiamate neurotrasmettitori. Si possono quindi distinguere non soltanto in base alla zona del cervello in cui si trovano, ma anche in base alla sostanza che utilizzano per inviare i propri segnali. È un po’ come smettere di classificare le persone soltanto in base al luogo in cui vivono e iniziare a distinguerle anche per il modo in cui comunicano. Due cellule che si trovano nella stessa area del cervello possono infatti avere caratteristiche e funzioni molto diverse.

Una regione importante per ricompensa e dipendenza

I ricercatori hanno studiato i neuroni dell‘area tegmentale ventrale, o Vta, una regione profonda del cervello coinvolta nei meccanismi della motivazione e dell’apprendimento. La Vta ha un ruolo importante nel modo in cui il cervello impara dalle esperienze positive e negative. Quando qualcosa viene percepito come una ricompensa, per esempio, alcuni circuiti contribuiscono a far sì che quell’esperienza venga ricordata e che aumenti la probabilità di ripetere il comportamento che l’ha prodotta. Al contrario, le esperienze negative possono insegnarci a evitare determinate situazioni. Questi meccanismi sono fondamentali per il comportamento normale, ma possono diventare alterati in alcune condizioni psichiatriche. È il caso delle dipendenze, nelle quali i circuiti della ricompensa possono contribuire a rafforzare in modo patologico la ricerca e il consumo di una sostanza o la ripetizione di un comportamento.

Non tutti i neuroni della stessa zona sono uguali

La Vta contiene numerosi tipi di neuroni. La ricerca scientifica li ha spesso studiati come un gruppo relativamente omogeneo oppure li ha distinti soprattutto sulla base della loro posizione all’interno della regione. Il gruppo dell’Università del Colorado ha scelto un’altra strada. Grazie a tecniche genetiche, i ricercatori hanno identificato separatamente neuroni che utilizzano la dopamina e neuroni che utilizzano sia dopamina sia glutammato.

Dopamina e glutammato sono neurotrasmettitori con funzioni diverse. La dopamina è particolarmente importante nei circuiti della motivazione, della ricompensa e dell’apprendimento; il glutammato è il principale neurotrasmettitore eccitatorio del cervello ed è fondamentale per molti processi di comunicazione tra neuroni e di apprendimento. La domanda era quindi: se distinguiamo i neuroni in base a ciò che utilizzano per comunicare, riusciamo a capire meglio che cosa fanno? La risposta, almeno nei topi studiati, è stata positiva.

Gli esperimenti hanno mostrato che il tipo di neurotrasmettitore utilizzato da un neurone era associato alle sue proprietà elettriche e al suo ruolo nei comportamenti legati all’apprendimento. In particolare, i neuroni che utilizzavano sia dopamina sia glutammato risultavano più eccitabili, cioè più facilmente attivabili. Ma la loro attività non era semplicemente legata alla ricompensa. Queste cellule partecipavano anche all’apprendimento provocato da esperienze negative. In questo caso entrava in gioco la tirosina idrossilasi, un enzima necessario per la produzione della dopamina. Durante l’apprendimento legato alla ricompensa, invece, risultava importante Vglut2, il trasportatore che permette ai neuroni di utilizzare il glutammato per comunicare. Il dato interessante è quindi che lo stesso gruppo di cellule può contribuire a forme diverse di apprendimento attraverso meccanismi neurochimici differenti. Perché questa scoperta può essere utile? Qui sta l’aspetto più importante dello studio.

Se sappiamo soltanto che un neurone si trova nella Vta, abbiamo un’informazione sulla sua posizione, ma non necessariamente sulla sua funzione. Se invece sappiamo quale neurotrasmettitore utilizza, possiamo ottenere un’indicazione più precisa sulle sue caratteristiche e sul tipo di circuito al quale partecipa. Questo potrebbe diventare particolarmente utile quando si studiano malattie nelle quali determinati circuiti cerebrali non funzionano correttamente. Nel caso delle dipendenze, per esempio, non sarebbe sufficiente dire che è coinvolta la Vta. Sarebbe molto più utile poter identificare quali specifiche popolazioni di neuroni all’interno della Vta sono alterate e come comunicano con il resto del cervello. Una classificazione più precisa potrebbe quindi aiutare la ricerca a passare da una visione generale dei circuiti cerebrali a una più dettagliata, nella quale cellule diverse possano essere studiate e, in prospettiva, eventualmente trattate in modo differenziato.

Dallo studio sui topi alla ricerca sull’uomo

È importante sottolineare che si tratta ancora di una ricerca condotta sui topi. Non significa, quindi, che sia già possibile applicare questa nuova classificazione alla diagnosi o alla cura delle dipendenze nell’uomo. Il valore dello studio sta soprattutto nell’aver indicato una possibile strada: per comprendere meglio il cervello potrebbe essere necessario classificare i neuroni non soltanto in base alla loro geografia, ma anche in base alla loro funzione e al modo in cui comunicano.

Se ulteriori ricerche confermeranno che questa distinzione è valida anche nell’uomo, potrebbe diventare uno strumento per studiare con maggiore precisione i circuiti coinvolti nelle dipendenze e in altri disturbi psichiatrici. In fondo, la novità sta proprio nel cambiare prospettiva: non chiedersi soltanto dove si trova un neurone, ma anche che cosa usa per parlare e che cosa succede quando lo fa. È attraverso questo livello di dettaglio che la ricerca può avvicinarsi alla comprensione dei complessi meccanismi che trasformano un normale processo di ricompensa e apprendimento in un comportamento patologico.