Neuromodulazione del pensiero attraverso la regolazione delle sinapsi
prefrontali
ROBERTO COLONNA
NOTE
E NOTIZIE - Anno X – 06 ottobre 2012.
Testi pubblicati sul sito
www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind
& Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a
fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta
settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra negli
oggetti di studio dei soci componenti lo staff
dei recensori della Commissione
Scientifica della Società.
[Tipologia del testo:
RECENSIONE]
I meccanismi di neuromodulazione giocano un ruolo importante nel consentire al sistema nervoso di adattarsi ai cambiamenti del contesto o dello stato comportamentale, e le alterazioni della loro regolazione contribuiscono alla patologia molecolare di molte affezioni che interessano l’encefalo e il midollo spinale. Negli anni recenti, un rinnovato interesse per il ruolo di vari sistemi di modulazione nella regolazione flessibile delle sinapsi e nella sintonizzazione dinamica dei circuiti, ha indotto numerosi gruppi di ricerca ad intensificare gli sforzi in questo campo e a portare a termine studi dai quali sono emersi dati ed elementi di conoscenza nuovi e stimolanti, che meritano di essere comunicati al di fuori della ristretta cerchia degli specialisti. La rivista Neuron ha deciso di dedicare a questo argomento il numero monografico del 4 ottobre 2012, nel quale compaiono, dopo un articolo introduttivo, sedici interessanti e dettagliate rassegne.
Raccomandando
la lettura dell’intero fascicolo della rivista, qui recensiamo il lavoro di
rassegna di Amy F. T. Arnsten, Min J. Wang e Constantinos D. Paspalas del
Department of Neurobiology della Yale Medical School di New Haven, dedicato allo
straordinario ruolo della neuromodulazione
nei processi della corteccia prefrontale sostenuti dalla working memory e sostanzialmente implicati nelle più importanti
attività cognitive (Arnsten A. F. T., et al. Neuromodulation
of Thought: Flexibilities and Vulnerabilities inn Prefrontal cortical Network Synapses.
Neuron 76 (1), 223-239, 2012).
Gli autori raccolgono e descrivono specifiche influenze neuromodulatorie sui circuiti della working memory della corteccia prefrontale che coordinano la forza cognitiva con lo stato di allerta.
La memoria di funzionamento o working memory emerge dall’eccitazione ricorrente entro i circuiti a mediazione NMDA dei neuroni piramidali del III strato della corteccia prefrontale; sistemi interessati dalle alterazioni dell’invecchiamento e della schizofrenia.
I neuromodulatori rapidamente e flessibilmente modificano l’efficacia di queste connessioni sinaptiche, lasciando intatta l’architettura sinaptica. Tale processo, chiamato DNC (da dynamic network connectivity, reso in italiano con “connettività dinamica di rete”), si ritiene che sia al cuore di molti processi cognitivi e, fra questi, del pensiero umano.
Incrementi della segnalazione calcio-cAMP mediata, apre canali ionici nelle lunghe, sottili spine dendritiche delle connessioni di rete che esercitano un controllo “a varco”. L’inibizione della segnalazione calcio-cAMP mediata, attraverso la stimolazione degli α2A-adrenocettori sulle spine dendritiche, rafforza l’efficacia sinaptica ed incrementa l’accensione di rete, mentre la stimolazione ottimale dei recettori D1 della dopamina scolpisce gli impulsi della rete per rifinire la rappresentazione mentale.
Incrementi generalizzati della segnalazione calcio-cAMP mediata, durante lo stress o la fatica, disimpegnano i circuiti ricorrenti della corteccia prefrontale dorso-laterale, riducono l’accensione e inficiano i processi cognitivi cosiddetti “dall’alto verso il basso”, ossia quelli originati dall’attività intellettiva cosciente e dall’intenzione volontaria.
Numerose evidenze sperimentali dimostrano che un’alterata regolazione della DNC contribuisce al declino cognitivo legato all’età, mentre danni genetici alle proteine importanti per la DNC sono comunemente associate alla schizofrenia.
L’autore della nota, che ha discusso
l’argomento trattato con la Prof. Nicole Cardon, invita alla lettura delle
recensioni di lavori di argomento connesso che compaiono nelle “Note e Notizie”
(utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA” del sito).