Psicosi collegata all'omissione di ricompense chimiche nel cervello

Un recente studio sui topi ha portato un team di ricercatori in Giappone a credere che la psicosi possa essere causata da problemi con cellule nervose specializzate nel profondo del cervello, nonché da un certo tipo di comportamento di apprendimento. I ricercatori sperano che ciò possa fornire informazioni sull’emergere di delusioni nei pazienti con psicosi o schizofrenia allo scopo di trovare modi per aiutarli. La psicosi è una condizione psicologica debilitante con una lunga storia. Descritta negli scritti medici di Ippocrate già nel IV secolo a.C., lo stato psicotico di allucinazioni, delusioni e pensiero disordinato rappresenta una minaccia esistenziale per una mente umana afflitta. Ora, un team di ricercatori dell’International Research Center for Neurointelligence (IRCN) e della Graduate School of Medicine dell’Università di Tokyo e della Graduate School of Informatics dell’Università di Kyoto, propone che la psicosi implichi una segnalazione neuronale difettosa in un’area cerebrale profonda chiamato lo striato ventrale durante un comportamento chiamato apprendimento della discriminazione. I ricercatori hanno studiato il modo in cui i topi predicono le ricompense future nel loro ambiente, un comportamento noto come apprendimento della ricompensa, che è condiviso anche da noi umani e altri mammiferi. L’apprendimento a premi comporta il rilascio di una dopamina messaggera chimica in una proteina del recettore nel cervello chiamata recettore della dopamina D1 (D1R) per segnalare l’anticipazione di una ricompensa. In particolare, il team ha cercato un secondo segnale di dopamina che si verifica solo quando la ricompensa anticipata non si materializza: omissione della ricompensa. I ricercatori sospettavano che questo segnale di omissione della ricompensa esistesse nei neuroni dell’area dello striato ventrale del cervello che contengono una controparte del recettore D1R, dopamina D2 (D2R). Per coincidenza, D2R è il principale recettore del cervello per quasi tutti i farmaci antipsicotici utilizzati fino ad oggi. Il team ha dimostrato che l’omissione della ricompensa innesca un segnale in questi neuroni chiamato calo della dopamina, un calo dei livelli di dopamina, che dura meno di un secondo. Questi cali sembrano contribuire al processo di apprendimento della discriminazione, che include il modo in cui tutti gli animali, inclusi gli umani, giudicano ricompense e punizioni precedentemente apprese. Per esplorare la connessione tra i cali e l’apprendimento della discriminazione, i ricercatori hanno usato sofisticate tecnologie optogenetiche per aumentare o diminuire artificialmente i cali per la prima volta e hanno misurato i loro effetti su come i topi stimavano i premi. L’optogenetica è un modo per attivare le proteine ​​artificiali sensibili alla luce con luce laser finemente controllata per attivare o disattivare l’attività neuronale. Inizialmente hanno osservato che i cali hanno causato l’espansione di alcune strutture sinaptiche chiamate spine dorsali e l’invio di segnali all’interno dei neuroni D2R. Hanno cercato per diversi anni prima di scoprire che l’apprendimento della discriminazione era il processo cognitivo che perfeziona l’apprendimento gratificante dopo i cali di dopamina. Per stabilire un legame con la psicosi, gli autori hanno somministrato una nota droga che induce psicosi, la metanfetamina, e hanno dimostrato che sia l’apprendimento della discriminazione che i cali della dopamina erano compromessi. Di conseguenza, i topi hanno mostrato esagerate risposte comportamentali e dopaminiche anche quando non è stata presentata alcuna ricompensa, come nel caso della psicosi umana. Questi deficit potrebbero essere prevenuti con un composto antipsicotico che blocca l’attività D2R. Se l’apprendimento della segnalazione e della discriminazione D2R è compromesso, i soggetti potrebbero non essere in grado di assegnare un significato appropriato agli oggetti o alle persone nel loro ambiente e le loro paure o insicurezze potrebbero colmare il vuoto. Ad esempio, le delusioni persecutorie derivano dall’assegnazione erronea di intenti malevoli a estranei che non rappresentano una minaccia. Gli autori propongono che questi risultati aprano una finestra precedentemente sconosciuta sulla psicosi. I loro dati mostrano che un farmaco D2R antipsicotico può invertire gli effetti di uno che induce psicosi ripristinando specificamente i cali di dopamina e l’apprendimento della discriminazione a livelli normali. La loro ipotesi è che una compromissione dell’apprendimento della discriminazione può comportare l’incapacità di prevedere con precisione l’ambiente, portando a evidenti sintomi di psicosi o schizofrenia. Il cervello sembra avere una capacità intrinseca per la fantasia o il pensiero delirante, ma ci sono controlli integrati come l’apprendimento della discriminazione D2R che ci aiutano a correggere i nostri errori di valutazione. Questo studio solleva la possibilità che quando questi controlli correttivi si rompono, possiamo rischiare di perdere il contatto con la realtà e di entrare in una spirale discendente di patologia. Guardando al futuro, si spera di costruire un modello di apprendimento generale per soddisfare i disturbi clinici della cognizione che può anche portare a nuovi principi per l’intelligenza artificiale di nuova generazione.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Dopamine D2 receptors in discrimination learning and spine enlargement”. Iino, Y., Sawada, T., Yamaguchi, K., Tajiri, M., Ishii, S., Kasai, H., Yagishita, S. Nature

Immagine: Psychosis (katerina Apostolakou)

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