Scoperto un circuito per il
riconoscimento delle emozioni
GIOVANNI ROSSI
NOTE E NOTIZIE - Anno XXI – 25 maggio
2024.
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 è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione
Scientifica della Società.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
La sopravvivenza negli ambienti naturali richiede che gli animali abbiano,
fra le altre risorse, funzioni e abilità, la capacità di rilevare, individuare
e riconoscere le emozioni, sia nei propri simili che nei membri di altre
specie, e sappiano agire in modo appropriato e conseguente a ciò che l’emozione
altrui consente di prevedere. Si pensi alla capacità di riconoscere l’emozione
in una preda o in un predatore, oppure in un membro della propria specie, ma
estraneo al proprio gruppo di appartenenza. La ricerca più recente ha fornito
vari dati sulle basi neurali di questa funzione, ma non si ha ancora un quadro
concettuale coerente per interpretare i risultati sperimentali e manca la
certezza sull’esistenza di un sistema neuronico, una via o un circuito dedicato
a questa abilità. In pratica, non si conosce il modo in cui è elaborata l’informazione
sociale per un riconoscimento emozionale inequivoco, affidabile e immediato,
quale quello rilevato in molte specie animali.
Daniel Dautan e numerosi colleghi, basandosi
sulle più recenti acquisizioni, hanno condotto uno studio che ha consentito
loro di individuare una rete cerebrale a lungo raggio, conservata nel
corso dell’evoluzione, e capace di mediare, attraverso attività eccitatorie e inibitorie,
questi processi che elaborano in termini cognitivi l’esperienza sociale di
stati emozionali visivamente percepiti in altri individui.
(Dautan
D. et al. Cortico-cortical
transfer of socially derived information gates emotion recognition. Nature Neuroscience – Epub ahead
of print doi: 10.1038/s41593-024-01647-x,
2024).
La provenienza degli autori
è la seguente: Genetics of Cognition Laboratory,
Neuroscience area, Istituto Italiano di Tecnologia, Genova (Italia); Centre for Population Neuroscience
and
Stratified Medicine (PONS), Institute for Science and Technology of Brain-inspired
Intelligence, Fudan University, Shanghai (Cina); Functional Neuroimaging Laboratory,
Center for Neuroscience and Cognitive Systems, Istituto
Italiano di Tecnologia, Rovereto
(Italia); Optical Approaches to Brain Function Laboratory, Istituto
Italiano di Tecnologia, Genova (Italia); Department
of Biomedical and Biotechnological Sciences, University of Catania, Catania (Italia);
Centre for Population Neuroscience and Stratified Medicine (PONS), Department
of Psychiatry and Psychotherapy, CCM, Charite Berlin University of Medicine,
Berlin (Germania).
Negli ultimi
venti anni, le basi neurali della comprensione delle azioni e delle intenzioni
degli altri sulla base dell’informazione visiva sono state indissolubilmente
legate al lavoro di Giacomo Rizzolatti e dei suoi
colleghi Gallese, Fadiga, Fogassi e altri, che hanno
scoperto i neuroni specchio, ossia un sistema di neuroni (mirror neurons system)
localizzato nell’area F5 della corteccia motoria ventrale anteriore e che,
oltre a scaricare quando una scimmia o una persona afferra, strappa o mantiene,
scaricano quando un soggetto vede un altro, scimmia o persona, compiere questi
atti. In altre parole questi neuroni rappresentano nell’area F5 l’azione
compiuta da un altro individuo come un atto motorio potenziale.
A lungo ci
si è interrogati sulla funzione di questo sistema neuronico e oggi, seguendo una
delle prime idee di Giacomo Rizzolatti, si è concordi
nel riconoscere un ruolo di comprensione sociale: un passo essenziale dell’evoluzione
biologica della cognizione sociale è la nostra abilità di interagire l’uno con
l’altro in modo significativo e costruttivo; la base neurale di questa abilità,
così come la sua origine filogenetica, consisterebbe nell’attività di questi
neuroni che consentirebbero di comprendere il senso di ciò che fa un altro e/o
le sue intenzioni, basandosi sull’esperienza delle azioni.
Probabilmente
questo sistema neuronico rappresenta la componente più “di base” di una rete di
sistemi che consente la comprensione dal comportamento. Sono state individuate
altre regioni corticali implicate nella comprensione delle intenzioni altrui a
un livello di integrazione più alto e tipicamente umano: territori prossimi al
solco temporale superiore e aree corticali rostro-mediali. Vari studi indicano
un difetto nel sistema dei neuroni specchio nei disturbi dello spettro dell’autismo
(ASD), anche se altri sembrano indicare una base di deficit neuroevolutivo più
estesa.
Ma ora
torniamo allo studio di Daniel Dautan, Francesco
Papaleo e i loro numerosi colleghi.
Il primo
passo, che ha aperto la strada alla scoperta, è consistito nell’individuare nel
lobo frontale una specifica popolazione di cellule nervose inibitorie con
lunghissimi assoni in grado di raggiungere la regione cerebrale posteriore allo
splenio del corpo calloso. In particolare i ricercatori, mediante tracciamento
anatomico nel cervello di topo, hanno individuato nella corteccia prefrontale
mediale (mPFC, da medial prefrontal cortex) una sub-popolazione
di interneuroni GABAergici positivi alla somatostatina (cellule SOM-GABA),
i cui assoni si estendevano fino a formare sinapsi inibitorie su neuroni
post-sinaptici della corteccia cerebrale retro-spleniale (RSC, da retro-splenial cortex).
Gli
esperimenti successivi sono consistiti in manipolazioni allo scopo di indagare
l’attività funzionale di questa lunga connessione. Attraverso manipolazione
optogenetica e fotometria delle fibre con imaging del Ca2+,
nel topo, e grazie allo studio mediante neuroimmagini funzionali (fMRI) in
volontari per l’indagine nel cervello della nostra specie, i ricercatori hanno
rilevato, accertato e dimostrato la partecipazione al processo di
riconoscimento delle emozioni altrui nell’esperienza sociale di queste fibre di
proiezione assonica a lunga gittata, delle cellule SOM-GABA dalla mPFC alla RSC,
insieme con un loop di feedback eccitatorio dalla RSC alla mPFC.
Studiando i
modelli murini adottati nella ricerca sui disturbi dello spettro dell’autismo e
altre sindromi psichiatriche caratterizzate dal deficit di
rilevazione/riconoscimento degli stati affettivi ed emozionali altrui, Daniel Dautan e colleghi
hanno verificato che la lunga via di connessione dalle cellule inibitorie
SOM-GABA della mPFC ai neuroni RSC è assolutamente disfunzionante. In altre
parole, le alterazioni che determinano il fenotipo comportamentale dell’indifferenza
agli stati affettivi ed emotivi degli altri comportano la lesione di questo
circuito inibitorio con feedback eccitatorio, che va da una regione di
alto livello di integrazione e attività cognitiva alla corteccia situata dietro
lo splenio del corpo calloso, implicata in molti processi di elaborazione,
inclusi quella della vicina corteccia calcarina. I ricercatori hanno allora
sperimentato la stimolazione del circuito da loro scoperto in questi modelli
murini di deficit del riconoscimento emozionale, ottenendo un ristabilirsi
della funzione fisiologica.
L’evidenza di questa conferma sembra dissipare ogni dubbio sulla funzione
del nuovo circuito individuato da Dauntan e colleghi.
Concludendo, non ci sembra superfluo sottolineare che si tratta di un circuito
cortico-corticale, con tutte le implicazioni teoriche che questo comporta
per gli studi che si conducono in questo campo.
L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e
invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del
sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
Giovanni Rossi
BM&L-25 maggio 2024
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