Il cervelletto può guidare un comportamento avvincente attraverso il rilascio di dopamina

La ricerca pionieristica porta alla luce funzioni precedentemente nascoste del cervelletto.

Cervelletto (in latino per “piccolo cervello”) in rosso. Cerebellar significa “relativo o localizzato nel cervelletto”.

Fonte: Wikipedia / Database delle scienze della vita

Prima del 1998, quando Jeremy Schmahmann della Harvard Medical School pubblicò un importante film rivoluzionario, “The Cerebellar Cognitive Affective Syndrome” – che identificò specifiche funzioni non motorie del cervelletto umano per la prima volta – la maggior parte degli esperti di neuroscienza credeva che il nostro ” il piccolo cervello “era coinvolto solo con funzioni motorie, come la coordinazione dei muscoli di fine-tuning.

• Taccheggiatori (il film) e il bisogno umano di appartenenza
• L’ossessione dell’epidemia da oppioidi ha offuscato la meth?
• Onde cerebrali alfa, attività aerobica e processo creativo
• Obliterante, Dislocazione degli effetti dello stress
• Il Mediterraneo è il modo migliore per mangiare nel 2019

Nel 2007, ho pubblicato un libro, The Athlete’s Way (St. Martin’s Press), che offriva consigli pratici su modi speculativi per ottimizzare le funzioni motorie e non motorie del cervelletto nello sport e nella vita di tutti i giorni. Sfortunatamente, le funzioni non motorie del cervelletto erano ancora un concetto radicalmente nuovo un decennio fa. Quelle che pensavo fossero idee visionarie sono state respinte in modo categorico dall’establishment medico e ritenute “inattendibili” dai lettori più generici. Il libro è stato un flop totale, che è stato deludente.

Detto questo, negli ultimi dieci anni, mi sono svegliato ogni mattina sperando di trovare più prove empiriche che supportano l’ipotesi che il nostro “piccolo cervello” sia coinvolto in entrambe le funzioni motorie e non motorie. Come blogger, ho fatto del mio meglio per riferire su ogni significativa scoperta riguardante il misterioso cervelletto e per mantenere una cronologia cronologica one-stop-shop della ricerca del cervelletto del primo Novecento per i posteri. (Vedi qui, qui, qui, qui e qui.)

Inutile dire che stamattina sono quasi caduto dalla sedia quando ho letto un comunicato stampa con embargo, “I ruoli nascosti del cervelletto in comportamento sociale e premiato”, dall’American Association for the Advancement of Science che annunciava un nuovo studio (Carta et al., 2019) è stato pubblicato online il 17 gennaio sulla rivista Science.

• I cani di grossa taglia sono più intelligenti dei cani di piccola taglia?
• Chemobrain: l’impatto della chemioterapia sulla cognizione
• Imperialismo intellettuale, parte II
• “Meditazione? Non è per me “
• Il costo umano del business come al solito

Questo studio, primo nel suo genere, sui topi riferisce che il cervelletto può regolare i comportamenti guidati dalla ricompensa (come la dipendenza) e la socialità controllando il rilascio di dopamina.

Per il loro recente lavoro sui ruoli precedentemente nascosti del cervelletto, “Modulazione cerebrale dei circuiti di ricompensa e comportamento sociale”, i coautori Autori Ilaria Carta e Christopher Chen (che è attualmente un borsista postdottorato presso il Dipartimento di Neurobiologia della Harvard Medical School) insieme a i colleghi del College of Medicine Albert Einstein hanno studiato un possibile legame tra il cervelletto e il comportamento di elaborazione della ricompensa nel cervello dei topi usando optogenetica.

Il team di ricerca di Carta e Chen di Einstein era guidato dall’autore senior Kamran Khodakhah, fondatore e direttore del Kam Lab, che si concentra sul ruolo del cervelletto nella coordinazione motoria e sulle funzioni cerebellari non motorie relative ai comportamenti sociali e alla dipendenza .

Prima di leggere ulteriormente, ti preghiamo di dedicare alcuni minuti a guardare questo video altamente informativo (e visivamente sbalorditivo) di Kamran Khodakhah che descrive il processo del suo laboratorio di esplorare come il cervelletto svolge un ruolo nel comportamento sociale e premiato usando lo stato dell’arte tecniche:

Nello studio Abstract, Ilaria Carta, Chris Chen ei loro coautori spiegano alcuni importanti dettagli scientifici sulla scoperta che il cervelletto può regolare il comportamento e la socialità basati sulla ricompensa controllando il rilascio di dopamina:

“Il cervelletto è stato implicato in una serie di disturbi mentali non motoristici come il disturbo dello spettro autistico, la schizofrenia e la dipendenza. Tuttavia, il suo contributo a questi disturbi non è ben compreso. Nei topi, abbiamo scoperto che il cervelletto invia proiezioni eccitatorie dirette all’area tegmentale ventrale (VTA), una delle regioni del cervello che elabora e codifica la ricompensa. L’attivazione optogenetica delle proiezioni cerebello-VTA era gratificante e, in un compito sociale a tre camere, queste proiezioni erano più attive quando l’animale esplorava la camera sociale. Curiosamente, per i topi è stata richiesta attività nel percorso cerebello-VTA per mostrare le preferenze sociali in questo compito. I nostri dati delineano un ruolo importante, in precedenza non riconosciuto, per il cervelletto nel controllare i circuiti della ricompensa e il comportamento sociale. ”

In un pezzo di prospettiva che accompagna “Il cervelletto diventa sociale”, Egidio D’Angelo del Dipartimento di Scienze del cervello e del comportamento dell’Università di Pavia in Italia (che non è stato coinvolto nel recente studio di Carta et al.) Riassume importanza di scoprire che il cervelletto può essere coinvolto nella regolazione dei comportamenti sociali e premianti attraverso il rilascio di dopamina. D’Angelo scrive:

“A pagina 248 di questo [ Science Vol. 363 Issue 6424], Carta et al. (2019) mostrano che il cervelletto può attivare l’area tegmentale ventrale (VTA). Il VTA è un nucleo mesencefalico che dà origine ai fasci di fibre mesocorticali e mesolimbici che rilasciano dopamina alla corteccia prefrontale e allo striato ventrale. La dopamina, a sua volta, svolge un ruolo fondamentale nel funzionamento cognitivo ed emotivo regolando la motivazione e la ricompensa. Questo pone il cervelletto nei circuiti principali che regolano gli stati cerebrali e il comportamento sociale.

Carta et al. suggeriscono che la disfunzione del legame cervelletto-VTA potrebbe contribuire alla patogenesi di malattie in cui il sistema dopaminergico è disregolato, tra cui ASD e schizofrenia (15), e a condizioni come la tossicodipendenza. Queste proposte necessitano di convalida critica negli esseri umani. Questo studio apre una nuova strada per interpretare la funzione del cervelletto e anche per comprendere il comportamento sociale e le relative patologie, con la possibilità di scoprire nuove terapie per trattare queste malattie “.

Subito dopo aver letto del nuovo studio di Carta et al. questa mattina, ero curioso di imparare più direttamente dall’autore senior. In una corrispondenza e-mail ho scritto, ” Kamran Khodakhah, potresti riassumere il significato dell’ultimo lavoro del tuo team,” Modulazione cerebellare dei circuiti di ricompensa e comportamento sociale “, che rivela funzioni non motorizzate precedentemente sottovalutate del cervelletto, per la psicologia generale Oggi lettore? “Khodakhah ha risposto:

“Contenendo più della metà dei neuroni nel nostro cervello, storicamente il cervelletto è stato forse una delle regioni più sottovalutate. In passato, abbiamo ignorato dogmaticamente le prove a sostegno della nozione che oltre a contribuire al coordinamento motorio il cervelletto ha un ricco repertorio di funzioni cognitive, affettive e sociali. Una ragione per questa posizione è stata l’assenza di connessioni dirette note tra il cervelletto e le regioni del cervello che controllano i nostri comportamenti non motori. La scoperta che il cervelletto invia potenti proiezioni all’area tegmentale ventrale, un centro del cervello dopaminergico responsabile dell’elaborazione della ricompensa ed essenziale per una miriade di comportamenti, fornisce un quadro per pensare alle funzioni cerebellari non motorie. Non ho dubbi sul fatto che ulteriori connessioni tra il cervelletto e le altre regioni cerebrali non motori verranno portate alla luce nei prossimi anni “.

Viviamo in un’era elettrizzante di scoperte cerebellare senza precedenti. Quasi una volta al mese, sembra che sia stato pubblicato un altro studio pionieristico che fa luce su aspetti del cervelletto che sono stati nascosti e completamente insondabili fino ad ora.

Se desideri tenere il dito sulle ultime ricerche sul “piccolo cervello”, ti consiglio di creare Google Alert per le parole “cervelletto” e “cervelletto”.

Riferimenti

Ilaria Carta, Christopher H. Chen, Amanda L. Schott, Schnaude Dorizan e Kamran Khodakhah. “Modulazione cerebellare dei circuiti di ricompensa e comportamento sociale.” Scienza (Prima pubblicazione online: 17 gennaio 2019) DOI: 10.1126 / science.aav0581

“The Cerebellum Gets Social” di Egidio D’Angelo. Scienza (Prima pubblicazione online: 17 gennaio 2019) DOI: 10.1126 / science.aaw2571

Jeremy D. Schmahmann e Janet C. Sherman. “La sindrome affettiva cognitiva cerebellare.” Cervello: un diario di neurologia (Prima pubblicazione: 1 aprile 1998) DOI: 10.1093 / cervello / 121.4.561