Provi stanchezza? Potrebbe dipendere da alcune tue aree cerebrali.

Fatigue. Allegory. Painting by Igor Shulman

Gli scienziati della Johns Hopkins Medicine che utilizzano scansioni MRI e modelli computerizzati affermano di aver individuato ulteriormente le aree del cervello umano che regolano gli sforzi per affrontare la fatica. I risultati potrebbero far avanzare lo sviluppo di strategie comportamentali e di altro tipo che aumentano le prestazioni fisiche in persone sane e illuminano anche i meccanismi neurali che contribuiscono alla fatica nelle persone con depressione, sclerosi multipla e ictus. I risultati della ricerca sono stati pubblicati online il 12 agosto su Nature Communications. Sono già conosciuti i processi fisiologici coinvolti nella fatica, come l’accumulo di acido lattico nei muscoli, ma si sa molto meno su come le sensazioni di stanchezza vengono elaborate nel cervello e su come il nostro cervello decide quanto e che tipo di sforzo fare per superare la fatica. Conoscere le regioni del cervello che controllano le scelte sugli sforzi per moderare la fatica può aiutare gli scienziati a trovare terapie che alterano precisamente quelle scelte. Potrebbe non essere l’ideale per il cervello ricevere stimoli indiscriminati di fatica, mentre risulterebbe maggiormente vantaggioso un atteggiamento selettivo rispetto agli stimoli cerebrali relativi alla fatica. Per lo studio, il team ha prima sviluppato un nuovo modo per quantificare oggettivamente come le persone “sentono” la fatica, un compito difficile perché i sistemi di valutazione possono variare da persona a persona. I medici spesso chiedono ai loro pazienti di valutare la loro fatica su una scala da 1 a 7, ma come le scale del dolore, tali valutazioni sono soggettive e varie. Per standardizzare la metrica per la fatica, i ricercatori hanno chiesto a 20 partecipanti allo studio di prendere decisioni basate sul rischio sull’esercizio di uno sforzo fisico specifico. L’età media dei partecipanti era di 24 anni e variava da 18 a 34 anni. Nove dei 20 erano donne. Ai 20 partecipanti è stato chiesto di afferrare e spremere un sensore dopo averli addestrati a riconoscere una scala di sforzo. Ad esempio, zero era uguale a nessuno sforzo e 50 unità di sforzo erano pari alla metà della forza massima del partecipante. I partecipanti hanno imparato ad associare le unità di sforzo con quanto spremere, il che ha aiutato a standardizzare il livello di sforzo tra gli individui. I partecipanti hanno ripetuto gli esercizi di presa per 17 blocchi per 10 prove ciascuno, fino a quando non sono stati affaticati, quindi è stata offerta una delle due scelte per fare ogni sforzo. Una era una scelta casuale (“rischiosa”) basata sul lancio di una moneta, che offriva la possibilità di non esercitare alcuno sforzo o un livello di sforzo predeterminato. L’altra scelta era un livello di impegno prestabilito. Introducendo l’incertezza, i ricercatori stavano sfruttando il modo in cui ogni soggetto valutava il proprio sforzo – un modo, in effetti, per far luce su come il loro cervello e la loro mente decidessero quanto sforzo fare. In base al fatto che il partecipante scegliesse un’opzione rischiosa rispetto a quella predeterminata, i ricercatori hanno utilizzato programmi computerizzati per misurare come i partecipanti si sentivano sulla prospettiva di esercitare particolari quantità di sforzo mentre erano affaticati. Non sorprende che abbiano scoperto che le persone tendono ad essere più avverse al rischio – evitavano – lo sforzo. La maggior parte dei partecipanti (19 su 20) ha optato per la scelta priva di rischio di un livello di sforzo predeterminato. Ciò significa che, quando si sentivano affaticati, i partecipanti erano meno disposti a correre il rischio di dover esercitare grandi quantità di sforzo. L’importo predeterminato doveva diventare piuttosto alto nello sforzo relativo affinché i partecipanti scegliessero l’opzione di lancio della moneta. In un gruppo separato di 10 persone addestrate sul sistema di presa ma senza prove numerose e faticose, non vi era alcuna tendenza significativa a raccogliere il rischioso lancio della moneta o lo sforzo definito. Il team di ricerca ha anche valutato l’attività cerebrale dei partecipanti durante gli esercizi di presa utilizzando scansioni di risonanza magnetica funzionale (fMRI), che tracciano il flusso sanguigno attraverso il cervello e mostrano quali neuroni si attivano più spesso. Il team ha confermato i risultati precedenti secondo cui l’attività cerebrale quando i partecipanti hanno scelto tra le due opzioni sembrava aumentare in tutti i partecipanti in un’area del cervello nota come insula. Usando anche le scansioni fMRI, hanno esaminato più da vicino la corteccia motoria del cervello quando i partecipanti erano stanchi. Questa regione del cervello è responsabile dello sforzo stesso. I ricercatori hanno scoperto che la corteccia motoria era disattivata nel momento in cui i partecipanti “decisero” tra le due scelte di sforzo. Questa scoperta è coerente con studi precedenti che dimostrano che quando le persone eseguono sforzi faticosi ripetuti, l’attività della corteccia motoria è ridotta, associata a un minor numero di segnali inviati ai muscoli. I partecipanti la cui attività della corteccia motoria è cambiata di meno, in risposta a uno sforzo faticoso, erano quelli che erano più avversi al rischio nelle loro scelte di sforzo ed erano più affaticati. Ciò suggerisce che la fatica potrebbe derivare da una errata calibrazione tra ciò che un individuo pensa di essere in grado di ottenere e l’attività effettiva nella corteccia motoria. In sostanza, il corpo si sintonizza con la corteccia motoria quando è affaticato, perché se il cervello continuasse a inviare più segnali ai muscoli per agire, i vincoli fisiologici inizierebbero a prendere il sopravvento, ad esempio, l’aumento dell’acido lattico, contribuendo ancora di più alla fatica. Questi risultati possono far avanzare la ricerca di terapie – fisiche o chimiche – che mirano a questo percorso in persone sane per migliorare le prestazioni e in persone con condizioni associate alla fatica.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Neural mechanisms underlying the effects of physical fatigue on effort-based choice” by Patrick S. Hogan, Steven X. Chen, Wen Wen Teh & Vikram S. Chib. Nature Communications.

Immagine: Fatigue. Allegory.(Igor Shulman)

2 commenti Aggiungi il tuo

  1. molto interessante e spiegato con grande chiarezza, grazie

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    1. Grazie a te! Buona serata

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