Visione modulata dai neuroni colinergici del proencefalo
DIANE RICHMOND
NOTE
E NOTIZIE - Anno XI – 02 novembre 2013.
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]
Il proencefalo basale è l’origine principale della segnalazione colinergica diretta alla corteccia ed ha un ruolo cruciale nel promuovere la veglia e gli stati di allerta.
Il rilievo neurofunzionale di questo sistema neuronico rilasciante acetilcolina è particolarmente evidente quando, come nella malattia di Alzheimer, con la degenerazione si determina la sua progressiva perdita. Il dettaglio delle numerose funzioni cui prende parte il sistema colinergico del proencefalo basale non è noto ma, in generale, la trasmissione colinergica proencefalica esercita un controllo neuromodulatorio sugli stati cerebrali connessi con il sonno, la veglia e le attività psichiche connesse. Sulla base di numerose evidenze sperimentali si è ipotizzata l’importanza delle rapide variazioni nei livelli di scarica delle cellule colinergiche di questo sistema, ma non è stato finora accertato se questi diversi regimi di attività determinino un’influenza dinamica sulla percezione sensoriale. Lucas Pinto e numerosi colleghi coordinati da Yang Dan hanno dimostrato che l’input colinergico bidirezionalmente e dinamicamente modula l’elaborazione corticale sensoriale e influenza la percezione visiva in topi svegli e attivi (Pinto L., et al., Fast modulation of visual perception by basal forebrain cholinergic neurons. Nature Neuroscience [Epub ahead of print doi:10.1038/nn.3552], 2013).
La provenienza degli autori è la
seguente: Division of Neurobiology, Department of Molecular and Cell Biology,
Helen Wills Neuroscience Institute, Howard Hughes Medical Institute, University
of California, Berkley, California (USA); McGovern Institute for Brain
Research, Department of Brain and cognitive Sciences, Massachusetts Institute
of Technology (MIT), Cambridge, Massachusetts (USA).
I ricercatori hanno rilevato che i neuroni secernenti acetilcolina del proencefalo basale sembrano regolare rapidamente l’attività della corteccia cerebrale e la percezione visiva, in topi non anestetizzati ma impegnati nelle attività fisiologiche della veglia. La sperimentazione ha adottato la metodica optogenetica per attivare i neuroni colinergici o i loro terminali assonici formanti sinapsi con le cellule nervose dell’area V1 della corteccia visiva del topo. La stimolazione optogenetica migliorava le prestazioni in compiti di discriminazione visiva su una base trial-by-trial.
Nell’area V1, l’attivazione del sistema colinergico del proencefalo basale accresceva le risposte visive e desincronizzava i picchi di attività elettrica dei neuroni; tali effetti potrebbero, almeno in parte, spiegare l’evidente miglioramento comportamentale rilevato dai ricercatori.
Lucas Pinto e colleghi hanno poi sottoposto a verifica gli effetti dell’azione optogenetica opposta, ossia quella di disattivazione del sistema colinergico del proencefalo basale. I risultati di questo disturbo simulato, sono stati molto evidenti: ridotta prestazione comportamentale ai compiti di discriminazione visiva, attività corticale sincronizzata e alterate risposte visive. Un quadro che indicava l’importanza nel topo del sistema colinergico del proencefalo basale per la normale elaborazione cognitiva degli stimoli visivi.
I dati complessivamente emersi dalla sperimentazione, per il cui dettaglio si rimanda alla lettura del testo integrale del lavoro originale, depongono in maniera evidente per un ruolo causale dei neuroni colinergici del proencefalo basale nella modulazione rapida e bidirezionale dell’elaborazione corticale della percezione sensoriale.
Ulteriori studi chiariranno la reale portata, per altri mammiferi più evoluti inclusa la nostra specie, del ruolo neurofunzionale, individuato da Lucas Pinto e colleghi, del principale sistema colinergico cerebrale.
L’autrice della nota ringrazia la
dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla
lettura delle recensioni di lavori di argomento connesso che appaiono sul sito
(utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).