Scoperta
regolazione del flusso cerebrale da parte di contrazioni addominali
DIANE RICHMOND
NOTE E
NOTIZIE - Anno XXIII – 03 ottobre 2026.
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]
Recentemente abbiamo
presentato lo studio di Spencer Garborg, Patrick J. Drew e colleghi che, mediante
microscopia bifotonica multiplanare ad alta velocità, ha individuato un movimento del cervello generato dalla contrazione
addominale associata alla locomozione: le contrazioni dei muscoli dell’addome
attivano una connessione vascolare simil-idraulica tra sistema nervoso e cavità
addominale[1]. Lo
scalpore suscitato da questo risultato è dovuto alla dimostrazione che i
micromovimenti cerebrali all’interno degli involucri meningei sono strettamente
associati alla locomozione, ma sono indipendenti dalle onde meccaniche generate
dal ciclo cardiaco e dalla respirazione. In altre parole, si è scoperto un
nuovo fenomeno fisiologico.
Continuando questo studio
Spencer Garborg, con Qingguang Zhang e gli altri
colleghi con cui ha individuato i micromovimenti dell’encefalo, ha scoperto una
breve ma intensa vasocostrizione venosa, che interessa il seno sagittale
superiore e le vene ponte, e determina una variazione del flusso ematico
cerebrale connessa con la contrazione addominale che accompagna la locomozione.
Si tratta
dell’identificazione di un nuovo meccanismo periferico di regolazione del
flusso ematico cerebrale. Le costrizioni, innescate durante transizioni
comportamentali e riprodotte da incrementi della pressione addominale,
riflettono l’accoppiamento meccanico tra vasi viscerali e cerebrali. Questo
processo modifica lievemente il volume del sangue venoso e può generare segnali
di fluorescenza che somigliano a quelli dell’attività neurale, creando un
reperto confusivo per l’interpretazione delle scansioni di imaging
funzionale. Dunque, questa scoperta fornisce anche un elemento utile per
l’interpretazione delle immagini funzionali del cervello.
(Zhang Q. et al., Ultrafast venous and sagittal
sinus constrictions in the brain driven by abdominal pressure. Proceedings of the National Academy of Sciences USA – Epub ahead
of print doi: 10.1073/pnas.2604172123, 2026).
La provenienza degli autori è la seguente: Department of Engineering Science and Mechanics,
The Pennsylvania State University, University Park, PA (USA); Department of
Physiology, Michigan State University, East Lansing, MI (USA); Center for
Neural Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, PA
(USA); Department of Biomedical Engineering, The Pennsylvania State University,
University Park, PA (USA); Department of Biology, The Pennsylvania State
University, University Park, PA Department of Biology, The Pennsylvania State
University, University Park, PA (USA); Department of Mechanical Engineering,
The Pennsylvania State University, University Park, PA (USA); Penn State
Neuroscience Institute, The Pennsylvania State University, University Park, PA
(USA); Department of Neurosurgery, The Pennsylvania State University,
University Park, PA (USA).
Pressoché
tutto il sangue arterioso che giunge alla corteccia cerebrale viene drenato
dalle vene ponte (BV, da bridging veins) che confluiscono nel seno sagittale superiore
(SSS), così che l’insieme di questi dispositivi venosi costituisce un punto di
passaggio obbligato o, come si dice in gergo, un “collo di bottiglia” per tutto
il flusso ematico cerebrale. Spencer Garborg, Patrick J. Drew e Qingguang Zhang, usando una tecnica di imaging ottico
in topi con la testa immobile (head-fixed), hanno rilevato che SSS, BV e
alcune altre vene della pia meninge presentavano costrizioni ultraveloci (˂0.1
s) all’avvio della locomozione, a seguito della stimolazione delle vibrisse e
nel risveglio dal sonno.
Le
costrizioni di SSS e BV erano fortemente correlate con l’attività misurata
all’EMG (elettromiogramma) dei muscoli addominali e strettamente correlate con
la respirazione a riposo.
Il rapido
decremento del volume del sangue, causato dalle costrizioni venose, risultava
in un aumento spurio della fluorescenza in topi esprimenti proteine reporter
fluorescenti, creando artefatti che potevano simulare segnali funzionali.
Costrizioni
venose della stessa ampiezza e con le stesse dinamiche potevano essere generate
in topi anestetizzati, mediante l’applicazione di pressione sull’addome. Tale
reperto dimostra che queste costrizioni erano prodotte dall’accoppiamento
meccanico con l’addome. Anche pressioni addominali imposte dall’esterno
portavano a un rapido ma temporaneo incremento del volume del flusso di sangue.
A
differenza di quanto accade nel sistema microvascolare piale e del parenchima
cerebrale, in cui i diametri dei piccoli vasi sanguigni sono in massima parte
controllati da segnali locali, i diametri di SSS e BV sono dinamicamente
controllati, durante le attività, dalla regolazione da parte dei muscoli
addominali della pressione intracranica; in tal modo, si stabilisce una via per
la regolazione delle emodinamiche cerebrali attraverso l’accoppiamento meccanico
tra il sistema nervoso centrale e il comparto viscerale.
L’autrice 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”).
Diane Richmond
BM&L-03 ottobre 2026
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