Come un combattente campione che guadagna fiducia dopo ogni vittoria, un topo maschio che prevale in diversi incontri aggressivi successivi contro altri topi maschi diventerà ancora più aggressivo negli incontri futuri, attaccando più velocemente e più a lungo e ignorando i segnali di sottomissione del suo avversario. Questo fenomeno è interessante per le persone che studiano la neuroscienza del comportamento, perché l’aggressività è un comportamento innato e cablato nel cervello. Ciò significa che un topo non ha bisogno di apprendere comportamenti aggressivi prima di impegnarsi in essi; l’aggressività è istintiva quando si raggiunge l’età adulta. Tuttavia, le esperienze (ad esempio, ripetuti incontri aggressivi di successo) sono in grado di alterare questo comportamento innato. Ora, un team di ricercatori del Caltech ha scoperto che i circuiti neurali cablati che governano l’aggressività nei topi si rafforzano in seguito alle loro vittorie in incontri aggressivi e ha identificato un meccanismo di apprendimento che opera nell’ipotalamo, una regione del cervello tradizionalmente considerata come la fonte degli istinti, piuttosto che dell’imparare. Un documento che descrive la ricerca è apparso nella rivista  Proceedings of the National Academy of Sciences  il 24 settembre. C’è una differenza tra i comportamenti innati e quelli che vengono appresi. Ad esempio, ai topi può essere insegnato che eseguire determinati comportamenti (ad esempio, tirare una leva) può portare a un risultato positivo (come ricevere cibo). D’altra parte, comportamenti innati come l’aggressività sono istintivi nei topi maschi; i topi non hanno bisogno di imparare ad affondare e attaccare quando si confrontano con altri topi che ritengono una minaccia: reagiscono e basta. Studi precedenti hanno dimostrato che un topo maschio, una volta che ha vinto in diversi incontri aggressivi con altri maschi, mostrerà una maggiore aggressività negli incontri futuri. In altre parole, un comportamento innato è alterato dall’esperienza. Questo effetto è chiamato “allenamento aggressivo”. Il team del Caltech ha esaminato una particolare connessione nel cervello del topo, dove un gruppo di sinapsi trasferisce segnali da una regione poco studiata alla giunzione tra l’amigdala (una regione del cervello nota per il suo ruolo nei comportamenti legati alla paura ) e l’ippocampo (che svolge un ruolo nella memoria a breve termine) a una specifica suddivisione dell’ipotalamo chiamata ipotalamo ventromediale (VMH), che controlla i comportamenti aggressivi nei topi. (L’ipotalamo contiene anche neuroni in altre suddivisioni che mediano altri comportamenti sociali e omeostatici, come l’accoppiamento, il comportamento dei genitori, l’alimentazione e la termoregolazione, ma questi non sono stati studiati.) Il team ha scoperto che dopo l’allenamento aggressivo, queste sinapsi mostrano segni di potenziamento a lungo termine (LTP), che è simile all’aumento della manopola del volume sul segnale. Invece di parlare solo ai neuroni nell’ipotalamo, queste sinapsi gridano contro di loro, facendoli reagire più fortemente. Utilizzando il Caltech Brain Imaging Center, il team ha studiato i dendriti dei neuroni, le protrusioni che si estendono dai neuroni che ricevono segnali da altri neuroni, e in particolare le spine dei dendriti, strutture che agiscono come antenne radio in miniatura sui neuroni ipotalamici per rilevare input da altri neuroni regioni del cervello. Hanno esaminato il numero, le dimensioni e la forma di queste strutture prima e dopo l’allenamento aggressivo. Hanno scoperto che l’allenamento aggressivo ha causato la crescita di molte spine dendritiche aggiuntive sui neuroni ipotalamici. Si prevede che tali cambiamenti strutturali rendano questi neuroni più sensibili ai segnali in arrivo e quindi più facilmente attivabili. Il team ha anche impedito sperimentalmente la formazione di LTP su queste sinapsi durante l’allenamento aggressivo e ha scoperto che l’allenamento aggressivo non porta più ad un aumento dei comportamenti aggressivi in questi topi. Sebbene tutti i topi maschi testati fossero geneticamente identici, circa il 25% non ha mai mostrato aggressività ed era anche “immune” ai cambiamenti comportamentali causati dall’allenamento aggressivo. Gli autori hanno inoltre scoperto che tale eterogeneità comportamentale tra topi geneticamente identici è dovuta a variazioni naturali nei livelli sierici di testosterone: i topi non aggressivi avevano, in media, livelli più bassi di testosterone rispetto ai loro fratelli aggressivi. La somministrazione di testosterone supplementare ai topi non aggressivi ha causato sia la comparsa di comportamento aggressivo che LTP alle sinapsi amigdala-ipotalamiche. Questo lavoro identifica i cambiamenti in una regione del cervello molto specifica dopo l’allenamento aggressivo, ma gli adattamenti che mediano l’effetto comportamentale dell’allenamento aggressivo probabilmente si verificano in più siti del cervello. Nel lavoro futuro, il team esaminerà come l’attività neurale in diverse aree del cervello cambia a seguito dell’esperienza sociale e tenterà di identificare i nodi cerebrali di grande importanza nel circuito neurale dell’aggressività. Il team spera anche di indagare su come i livelli di testosterone possono variare tra topi altrimenti geneticamente identici, poiché l’ormone è sintetizzato da enzimi geneticamente codificati.

Daniele Corbo

Bibliografia:“Experience-dependent plasticity in an innate social behavior is mediated by hypothalamic LTP” by Stagkourakis et al. PNAS.

Immagine: TEARS AGAINST VIOLENCE (Prabita Rajesh)