Una casella di posta elettronica stracolma il lunedì mattina fa girare la testa. Si prende un momento per respirare e la mente si schiarisce a sufficienza per esaminare le e-mail una per una. Questo effetto calmante si verifica grazie a un circuito cerebrale di recente scoperta che coinvolge un tipo di cellula cerebrale meno conosciuto, l’astrocita. Secondo una nuova ricerca dell’UC San Francisco, gli astrociti si sintonizzano e moderano i segnali tra i neuroni iperattivi durante i picchi di stress. Questo nuovo circuito cerebrale, descritto su Nature Neuroscience, svolge un ruolo nella modulazione dell’attenzione e della percezione e potrebbe essere la chiave per il trattamento di disturbi dell’attenzione come l’ADHD, che non sono né ben compresi né ben trattati, nonostante l’abbondanza di ricerche sul ruolo dei neuroni.
Gli scienziati hanno scoperto che la noradrenalina, un neurotrasmettitore che può essere considerato come l’adrenalina per il cervello, invia un messaggio chimico ai neuroni affinché siano più vigili, mentre ne invia un altro agli astrociti per calmare i neuroni iperattivi. “Quando si è spaventati o sopraffatti, il cervello è talmente attivo che non riesce a recepire altre informazioni”, ha dichiarato Kira Poskanzer, assistente alla cattedra di biochimica e biofisica e autrice dello studio. Fino a questo studio, si pensava che l’attività cerebrale si placasse con il passare del tempo, man mano che la quantità di noradrenalina nel cervello si disperdeva. “Abbiamo dimostrato che, in realtà, sono gli astrociti a tirare il freno a mano e a guidare il cervello verso uno stato più rilassato”, ha detto Poskanzer.
Non solo semplici cellule di supporto: gli astrociti sono il pezzo mancante del puzzle
Gli astrociti sono cellule a forma di stella intrecciate tra i neuroni del cervello in uno schema a griglia. Le loro numerose braccia a stella collegano un singolo astrocita a migliaia di sinapsi, che sono le connessioni tra i neuroni. Questa disposizione consente agli astrociti di monitorare i neuroni e di regolare i loro segnali. Queste cellule sono state tradizionalmente considerate come semplici cellule di supporto per i neuroni, ma le nuove ricerche condotte nell’ultimo decennio dimostrano che gli astrociti rispondono a una serie di neurotrasmettitori e possono avere un ruolo fondamentale in condizioni neurologiche come il morbo di Alzheimer. Michael Reitman, primo autore del lavoro, che era uno studente laureato nel laboratorio di Poskanzer quando ha svolto la ricerca, voleva sapere se l’attività degli astrociti potesse spiegare come il cervello si riprende da una scarica di noradrenalina. “Sembrava che mancasse un pezzo centrale nella spiegazione di come il nostro cervello si riprende da uno stress acuto”, ha detto Reitman. “Ci sono queste altre cellule nelle vicinanze che sono sensibili alla noradrenalina e potrebbero aiutare a coordinare ciò che i neuroni intorno a loro stanno facendo”.
I guardiani della percezione
Il team si è concentrato sulla comprensione della percezione, ovvero su come il cervello elabora le esperienze sensoriali, che possono essere diverse a seconda dello stato in cui una persona (o qualsiasi altro animale) si trova in quel momento. Per esempio, se si sente un tuono mentre si è al chiuso, il suono può sembrare rilassante e il cervello può persino sintonizzarlo. Ma se sentiste lo stesso suono durante un’escursione, il vostro cervello potrebbe diventare più vigile e concentrato sulla sicurezza. “Queste differenze nella percezione di uno stimolo sensoriale avvengono perché il nostro cervello elabora le informazioni in modo diverso, in base all’ambiente e allo stato in cui ci troviamo”, ha detto Poskanzer, che è anche membro del Kavli Institute for Fundamental Neuroscience. Per capire come questa elaborazione appaia diversa nel cervello in diverse circostanze il team ha esaminato la risposta dei topi alla somministrazione di un farmaco che stimola gli stessi recettori che rispondono alla noradrenalina. Hanno quindi misurato la dilatazione delle pupille dei topi ed esaminato i segnali cerebrali nella corteccia visiva. Ma quello che hanno scoperto è sembrato controintuitivo: invece di eccitare i topi, il farmaco li ha rilassati. “Questo risultato non aveva davvero senso, visti i modelli di cui disponiamo, e ci ha portato a pensare che un altro tipo di cellula potesse essere importante in questo caso”, ha detto Poskanzer. “È emerso che queste due cose sono collegate tra loro in un circuito di feedback. Dato il numero di neuroni con cui ogni astrocita può parlare, questo sistema li rende regolatori molto importanti e ricchi di sfumature della nostra percezione”. I ricercatori sospettano che gli astrociti possano svolgere un ruolo simile per altri neurotrasmettitori nel cervello, poiché la capacità di passare senza problemi da uno stato cerebrale all’altro è essenziale per la sopravvivenza.
