Il tuo cervelletto può dettare come il tuo cervello maneggia l'alcool

Cervelletto (in latino per "piccolo cervello") in rosso.

Fonte: banche dati Life Science / Wikimedia Commons

Uno studio pubblicato oggi offre nuovi indizi che aiutano a spiegare perché alcune persone sono più inclini ad essere astemi, mentre altri sembrano cablati per bere pesantemente. Queste scoperte pionieristiche mostrano che l'alcol non interagisce allo stesso modo in ogni cervello, il che illumina la neurobiologia dietro le diverse abitudini di consumo.

David Rossi, PhD, professore di fisiologia integrativa e neuroscienza presso la Washington State University, e colleghi hanno individuato uno specifico meccanismo cellulare nel cervelletto (latino per "piccolo cervello") che influenza fortemente se un animale è probabile che consuma quantità copiose di alcol o da bere con moderazione.

Lo studio di agosto 2016, "Farmacologicamente contrastare una differenza fenotipica nella risposta dei recettori Cerebellari al recettore dell'alcool impedisce l'eccessivo consumo di alcol in un elevato genotipo di roditore che consuma alcol", appare nel Journal of Neuroscience .

Il meccanismo riportato da Rossi et al.   sembra essere come un interruttore on / off che guida modelli di consumo di alcol basandosi sull'attività di minuscoli neuroni cerebellari chiamati cellule di granuli. Attaccati ad ogni cellula granulare sono le proteine ​​chiamate recettori GABAA che agiscono come agenti di polizia che dirigono i segnali elettrici attraverso il sistema nervoso. ( Cerebellar è la parola sorella per cerebrale e significa "Relativo al o localizzato nel cervelletto".)

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Storicamente, i neuroscienziati hanno considerato il cervelletto come sede di attività motorie non pensanti come coordinare e mettere a punto i movimenti muscolari. Tuttavia, negli ultimi anni, una vasta gamma di studi ha scoperto che il cervelletto svolge un ruolo fondamentale in molti dei nostri processi cognitivi, emotivi e creativi. Ora, sembra che il cervelletto possa anche svolgere un ruolo nell'elaborazione della ricompensa, nella dipendenza e nei disturbi da abuso di alcol.

"Qualunque cosa stia facendo il cervelletto, ne sta facendo un sacco."

Mio padre, Richard Bergland, era un neuroscienziato, neurochirurgo e autore di The Fabric of Mind (Viking). Era ossessionato dal fatto che il cervelletto è solo il 10% del volume totale del cervello, ma ospita ben oltre il 50% dei neuroni totali del cervello.

Questi conteggi di neuroni del cervelletto e della corteccia cerebrale sono basati su studi di Lent, R., et al., 2012.

Fonte: per gentile concessione di Larry Vandervert

Sulla base di questa sproporzionata distribuzione di neuroni, mio ​​padre avrebbe detto: "Non sappiamo esattamente cosa stia facendo il cervelletto. Ma qualunque cosa stia facendo, ne sta facendo un sacco. "Se mio padre fosse vivo oggi, so che sarebbe entusiasta dei nuovi indizi di Rossi che aiutano a risolvere alcuni enigmi del nostro piccolo cervello misterioso e che ispira soggezione.

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Questo nuovo studio sull'alcol e sul cervelletto è stato condotto da Rossi e colleghi presso l'Oregon Health and Science University e il Veterans Administration Veterans Administration. Il meccanismo cerebellare che hanno dissotterrato offre un nuovo obiettivo per le terapie farmaceutiche che potrebbero essere utilizzate per frenare l'eccessivo consumo di alcolici.

Per questo studio, i ricercatori hanno usato due diversi ceppi di topi in embrione – il "D2" e il "B6" – che sono ampiamente utilizzati nella ricerca perché hanno diversi fenotipi beventi. Questo li rende tanto più simili alle singole variazioni umane. Il mouse D2 è un bevitore leggero che si ubriaca rapidamente e diventa scoordinato facilmente. Dopo l'equivalente di solo una o due bevande, questo ceppo di topo ha problemi nel mettere a punto il controllo del motore necessario per rimanere su un cilindro rotante.

In una dichiarazione, Rossi ha detto: "Lui [D2] non berrà molto. Al massimo, avrà uno o due drink. "D'altra parte, il mouse B6 può nutrire tre volte più alcol rispetto al mouse D2 e ​​rimanere in equilibrio sul cilindro rotante come un acrobata del Cirque du Soleil, anche quando è altamente intossicato .

Inoltre, il mouse D2 è astemio. Dopo solo uno o due drink, vuole intrinsecamente smettere di bere. Il rovescio della medaglia, se data l'opportunità, il mouse B6 si abbufferà di alcol. "Rispecchia la situazione umana", ha detto Rossi. "Se sei sensibile agli effetti negativi dell'alcol, non tendi a bere molto. Se non sei sensibile, ne bevi di più. "Nel cervelletto, l'inibizione delle cellule dei granuli porta a tutti i classici segni dell'essere ubriaco, come, barcollando, inciampando, parole biascicate, ecc.

Quando si tratta di alcol, sei più un tipo di bevitore D2 o B6?

I ricercatori hanno scoperto che nel topo D2 le cellule dei granuli nel cervelletto vengono distrutte rapidamente. La successiva menomazione elimina il desiderio di consumare più alcol. Viceversa, quando le cellule dei granuli non sono facilmente compromesse, come nel topo B6, la voglia di bere alcol aumenta eccessivamente in binge drinking.

Questa scoperta potrebbe aiutare a spiegare perché circa la metà di quelli con disturbi da abuso di alcol si crede di avere un certo tipo di propensione geneticamente determinata ad abusare di alcol.

Fino a poco tempo fa, i meccanismi cellulari e molecolari delle influenze genetiche sui comportamenti alcolici sono rimasti enigmatici. Questo studio dimostra che le differenze genetiche nelle risposte del recettore GABAA delle cellule del granello cerebellare a concentrazioni ricreative di alcol possono essere il fattore determinante principale dell'impatto dell'alcol sulla processazione cerebellare. La buona notizia è che modificare farmacologicamente tali risposte ha il potere di alterare i comportamenti di consumo di alcol.

Questi risultati rivelano che il cervelletto è una regione neuroanatomica importante in relazione al consumo di alcol. Aggiungono anche una crescente lista di ruoli cognitivi ed emotivi che il cervelletto può giocare nelle malattie psichiatriche e nell'abuso di droghe.

Durante il loro recente studio, Rossi e colleghi hanno anche iniettato un farmaco chiamato THIP in una subregione specifica del cervelletto nei topi B6. THIP attiva il recettore GABAA. Questo ha ricreato l'effetto che l'alcol ha sui bassi topi D2 beventi. È interessante notare che ha finito per scoraggiare i topi B6 dal binge drinking, ma ha avuto un impatto minimo sul loro controllo motorio.

Rossi ritiene che questi risultati possano aver individuato specifici nuovi obiettivi cerebellari che possono essere manipolati "per scoraggiare un consumo eccessivo di alcol e potenzialmente con minori effetti collaterali rispetto ad altri target e circuiti cerebrali esistenti". Le ragioni esatte di ciò rimangono un po 'un mistero.

Poiché il cervelletto è molto probabilmente coinvolto in molti processi emotivi e cognitivi oltre la coordinazione motoria, Rossi ipotizza che la subregione specifica del cervelletto che hanno preso di mira con il THIP potrebbe effettivamente innescare il meccanismo deterrente per bere meno alcol. Le ricerche future di Rossi e del suo team esploreranno questo fenomeno in profondità.

In che modo le differenze genetiche nel cervelletto sono collegate all'alcolismo?

Liza Minnelli ha descritto vividamente la prima volta che ha bevuto alcolici verso la fine degli anni '20 presso il noto bar del commerciante Vic, nel vecchio Plaza Hotel. Dopo un'ora di bevute di Mai Tai hawaiano con un gruppo di amici, altre persone al tavolo hanno iniziato a sonnecchiare. Ma, Minnelli era entusiasta e impaziente di andare. Ha esclamato: "Wow. Sono arrivato! È così che avrei dovuto sentire tutta la mia vita. Questo è! E questo è a causa della chimica nel mio cervello. Non sto scherzando. Si tratta davvero di chimica del cervello. "

Sono simpatico con quello che Minnelli descrive sopra. Mi sono reso conto al collegio che il mio corpo e il mio cervello rispondevano in modo diverso all'alcol rispetto alla maggior parte dei miei coetanei. I miei compagni di bevute nella scuola di preparazione consistevano in una piccola manciata di compagni di classe che, come me, sembravano avere una proverbiale "gamba di legno". Potevamo consumare litri di Vodka e fingere di essere sobri e sobri per passare il controllo facciale obbligatorio ciascuno notte con il nostro dormitorio dormitorio. Nessuno di noi è mai stato beccato.

Più tardi nella vita, mi sono reso conto che l'alcol era come carburante per missili per me sulla pista da ballo. Invece di alcol che mi faceva sonnolenza o scombussolamento, bere Heinekens mi rendeva energico e mi dava una sensazione di superfluidità – che descrivo come esistente senza alcun attrito o viscosità.

Mentre stavo ballando, potevo letteralmente "sorseggiare e girare" fino alle prime ore del mattino. La maggior parte delle persone (incluso il mouse D2) viene distribuita nell'angolo se consuma la metà dell'alcool. Ad essere onesti, non ho mai incontrato nessuno che possa bere quanto me e stare in piedi. Questo non è qualcosa di cui sono orgoglioso. Vedo questa predisposizione genetica più come una maledizione che come una benedizione, ovviamente.

Ho un'ipotesi che possa esserci una correlazione tra la mia abilità atletica e la mia capacità di abbuffarmi. Sebbene questa sia pura congettura, ho la sensazione che se esiste un legame tra cellule granulari nel cervelletto e binge drinking, sarebbe logico che avere un cervelletto altamente sviluppato attraverso il condizionamento atletico potrebbe rendere qualcuno un bevitore più abile . Di nuovo, questa è congettura speculativa e solo un'ipotesi istruita da parte mia.

Conclusione: il cervelletto può svolgere un ruolo significativo in tutti i tipi di abuso di sostanze e dipendenza

Sia nello sport che nella vita, mi sono sempre considerato un topo di laboratorio umano e ho filtrato le mie esperienze di vita attraverso la lente delle prove empiriche neuroscientifiche. Detto questo, se fossi un topo nell'ultimo studio, non ho dubbi che avrei provato come il ceppo B6. Le ultime ricerche suggeriscono che le radici della dipendenza e dell'alcolismo possono essere sedute nel cervelletto, che trovo sia affascinante che kismet.

In una risposta editoriale a questa ultima ricerca, "Inibizione cerebellare riduce il consumo di alcol", Teresa Esch, Ph.D., et al. dal Journal of Neuroscience concludere,

"La suscettibilità all'abuso di alcol ha una forte componente genetica. Parte di questa suscettibilità può derivare da influenze genetiche sulle risposte fisiologiche e comportamentali all'alcol. Ad esempio, le persone con una storia familiare di abuso di alcol sono in grado di consumare più alcol senza subire menomazioni motorie rispetto alle persone senza tale storia familiare. . . Gli studi hanno rivelato che l'alcol ha effetti opposti sulle correnti toniche mediate dai recettori GABAA (GABAAR) nelle cellule dei granuli cerebellari.

Questi risultati suggeriscono che le differenze genetiche negli effetti dell'alcool sull'inibizione delle cellule dei granuli influenzano la quantità di alcol consumato. Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che questi effetti erano probabilmente mediati dalla ridotta eccitazione delle cellule di Purkinje, i soli neuroni di uscita della corteccia cerebellare. Questo lavoro aggiunge alla crescente evidenza che i circuiti cerebellari contribuiscono a premiare l'elaborazione e la dipendenza, una direzione entusiasmante per nuove ricerche ".

Restate sintonizzati per ulteriori informazioni su questo argomento affascinante! Se vuoi saperne di più sul cervelletto, dai un'occhiata ai miei post precedenti sul blog di Psychology Today ,

• "The Neuroscience of Binge Drinking"
• "Il viaggio eroico di Michael Phelps va ben oltre le medaglie d'oro"
• "La neuroscienza suggerisce che siamo tutti" collegati "per la dipendenza"
• "La ricerca di Harvard mostra come il cervelletto regola i pensieri"
• "La connettività migliorata del cervelletto aumenta la capacità creativa"
• "Le cellule di Purkinje scoppiano in vita con l'eccitazione dipendente dallo stato"
• "5 motivi per cui il cervelletto è la chiave per crescere in un'era digitale"
• "Il cervelletto molti è la sede della creatività"
• "Il danno al cervelletto può essere la radice del PTSD in combattenti veterani"
• "Ulteriori collegamenti di ricerca autismo e il cervelletto"
• "Il cervelletto influenza profondamente i nostri pensieri ed emozioni"

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