Modelli di circuiti neurali nei disordini cerebrali

PS_20171101220254.jpegIl sistema nervoso mostra un’organizzazione complessa in tutti i livelli spaziali: dai geni e dalle molecole, alle cellule e alle sinapsi, ai circuiti neurali. In molti disordini cerebrali, dall’autismo alla schizofrenia, l’anatomia del cervello appare praticamente immutata. Ciò implica che il problema possa risiedere nel modo in cui i neuroni comunicano tra loro. Purtroppo i neuroscienziati sanno poco circa come l’attività cerebrale possa differire da quella normale in questi disturbi, o come i cambiamenti specifici nell’attività producano sintomi. Una teoria principale, proposta per la prima volta da un decennio fa, è che questi disturbi riflettono uno squilibrio nell’attività di neuroni eccitatori e inibitori. I neuroni eccitatori attivano i loro obiettivi, mentre i neuroni inibitori li sopprimono o li silenziano. Mentre gli studi sui topi hanno prestato dato un appoggio a questa teoria, ciò non è ancora culminato in nuovi trattamenti per i disturbi cerebrali. Una limitazione della teoria di squilibrio di inibizione dell’eccitazione è che è unidimensionale. Presuppone che esista un equilibrio ottimale di eccitazione ed inibizione e che i disordini del cervello possono essere disposti in una linea immaginaria da entrambi i lati di questa condizione ottimale. I disturbi a destra dell’ottimale, come l’epilessia e alcune forme di autismo, presentano troppa eccitazione. I disturbi a sinistra, come il disturbo dello sviluppo della sindrome di Rett, presentano un’eccessiva inibizione. Ma si possono differenziare i disturbi cerebrali diversi in base a una singola proprietà, oppure gli scienziati devono considerare altri fattori? Per scoprirlo, il neuroscienziato O’Donnell con i suoi collaboratori ha analizzato le registrazioni dell’attività cerebrale da topi geneticamente modificati con la mutazione che causa la sindrome di fragile X, la forma più comune di disabilità dell’apprendimento ereditaria e autismo. I topi hanno mostrato cambiamenti nella loro attività cerebrale complessiva rispetto agli animali di controllo. Anche i loro neuroni tendevano ad eccitarsi in modo più sincronizzato. Una simulazione informatica ha rivelato che uno squilibrio nell’eccitazione e nell’inibizione da sola non poteva spiegare questi cambiamenti. Tuttavia, una simulazione più complessa che incorpora proprietà extra di circuiti neurali ha fatto un lavoro migliore per spiegare l’attività neurale alterata vista nei topi. Quindi O’Donnell propone che questo modello più avanzato multidimensionale dei cambiamenti nei circuiti neurali possa essere utilizzato per filtrare i farmaci prima di metterli in prova nei pazienti. In linea di principio, il modello potrebbe anche contribuire alla progettazione di farmaci o altri interventi rendendo più facile il compito dei ricercatori di mirare più precisamente i cambiamenti nei circuiti neurali che si verificano nei disturbi cerebrali.

Daniele Corbo

Bibliografia: Beyond excitation/inhibition imbalance in multidimensional models of neural circuit changes in brain disorders. Cian O’Donnell, J Tiago Gonçalves, Carlos Portera-Cailliau, Terrence J Sejnowski. eLife 2017;6:e26724.

12 commenti Aggiungi il tuo

    1. Io, in accordo con l’articolo pubblicato, propendo per una teoria multifattoriale, in cui non sarebbero solamente i recettori ad essere modificati ma circuiti cerebrali

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      1. Quanto ha peso la psiche e la reattività nel valutare la realtà in modo non oggettivi,perché si crea una forma di reattività preventiva,come per i meccanismi di difesa descritti da Freud in ambito della psicologa?

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      2. La reattività è un fenomeno molto dannoso in quanto impedisce di entrare in contatto con la propria essenza e quindi, pur nascendo come meccanismo di difesa, finiace per aumentare il disagio e gli stati di ansia. Quindi ha delle ripercussioni anche sul cervello, con produzione di ormoni come il cortisolo.

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      3. Pensavo a questo infatti e se attraverso una terapia che possa far riconoscere al soggetto la paura e il modo di controllarla,ad esempio attraverso pratiche di meditazione,si possano poi ottenere miglioramenti.

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      4. Nell’ultimo periodo diversi studi longitudinali hanno verificato che alcuni tipi di terapia hanno effetti sul cervello

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      5. Si,ho letto ultimamente su Focus al riguardo ed in particolare la Mindfulness ha ottimi effetti. Anni fa venne condotto uno studio su alcuni monaci tibetani e cosa accadesse quando erano in stato meditativo.

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      6. Accolgo la tua curiosità e cerco di preparare un articolo scientifico in merito nei prossimi giorni

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      7. ho appena pubblicato un articolo sulla meditazione…

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