Gli scienziati scoprono il meccanismo cerebrale che ci aiuta a superare la paura

Il team di ricerca, guidato dalla dott.ssa Sara Mederos e dalla professoressa Sonja Hofer, ha mappato come il cervello impara a sopprimere le risposte alle minacce percepite che dimostrano innocue nel tempo.

“Gli umani sono nati con reazioni istintive della paura, come le risposte a rumori forti o oggetti che avvicinavano rapidamente”, spiega il dott. Mederos, ricercatore presso il laboratorio Hofer presso SWC. “Tuttavia, possiamo sovrascrivere queste risposte istintive attraverso l’esperienza – come i bambini che imparano a godere dei fuochi d’artificio piuttosto che temere i loro scoppi forti. Volevamo comprendere i meccanismi cerebrali che sono alla base di tali forme di apprendimento.”

Utilizzando un approccio sperimentale innovativo, il team ha studiato i topi presentati con un’ombra in espansione aerea che imitava un predatore aereo in avvicinamento. Inizialmente, i topi cercarono rifugio quando incontravano questa minaccia visiva. Tuttavia, con un’esposizione ripetuta e nessun pericolo reale, i topi hanno imparato a rimanere calmi invece di fuggire, fornendo ai ricercatori un modello per studiare la soppressione delle risposte alla paura.

Sulla base di precedenti lavori nel laboratorio di Hofer, il team sapeva che un’area del cervello chiamata nucleo genicolato ventrolaterale (VLGN) poteva sopprimere le reazioni della paura quando era attiva ed era in grado di tenere traccia della conoscenza della precedente esperienza di minaccia. Il VLGN riceve anche un forte input da aree visive nella corteccia cerebrale, e quindi i ricercatori hanno esplorato se questo percorso neurale avesse un ruolo nell’apprendimento di non temere una minaccia visiva.

Lo studio ha rivelato due componenti chiave in questo processo di apprendimento: (1) le regioni specifiche della corteccia visiva si sono dimostrate essenziali per il processo di apprendimento e (2) una struttura cerebrale chiamata nucleo genicolato ventrolaterale (VLGN) memorizza queste memorie indotte dall’apprendimento.

“Abbiamo scoperto che gli animali non hanno imparato a sopprimere le loro risposte alla paura quando sono inattivate specifiche aree visive corticali. Tuttavia, una volta che gli animali avevano già imparato a smettere di fuggire, la corteccia cerebrale non era più necessaria”, ha spiegato il dott. Mederos.

“I nostri risultati sfidano le opinioni tradizionali sull’apprendimento e sulla memoria”, osserva il professor Hofer, autore senior dello studio. “Mentre la corteccia cerebrale è stata a lungo considerata il centro primario del cervello per l’apprendimento, la memoria e la flessibilità comportamentale, abbiamo trovato il VLGN subcorticale e non la corteccia visiva in realtà memorizza questi ricordi cruciali. Questo percorso neurale può fornire un legame tra processi neocorticali cognitivi e” Comportamenti mediati da tronchi cerebrali cablati, consentendo agli animali di adattare i comportamenti istintivi “.

I ricercatori hanno anche scoperto i meccanismi cellulari e molecolari dietro questo processo. L’apprendimento si verifica attraverso una maggiore attività neurale in specifici neuroni VLGN, innescati dal rilascio di endocannabinoidi: molecole di messaggeri interne al cervello conosciute per regolare l’umore e la memoria. Questo rilascio riduce l’input inibitorio ai neuroni VLGN, con conseguente maggiore attività in questa area cerebrale quando si incontra lo stimolo della minaccia visiva, il che sopprime le risposte alla paura.

Le implicazioni di questa scoperta si estendono oltre il laboratorio. “I nostri risultati potrebbero anche aiutare a far avanzare la nostra comprensione di ciò che sta andando storto nel cervello quando la regolazione della risposta della paura è compromessa in condizioni come fobie, ansia e PTSD. Mentre le reazioni istintive della paura ai predatori possono essere meno rilevanti per gli umani moderni, il percorso del cervello Abbiamo scoperto che esiste anche negli umani “, spiega il professor Hofer. “Ciò potrebbe aprire nuove strade per il trattamento dei disturbi della paura prendendo di mira i circuiti VLGN o sistemi endocannabinoidi localizzati.”

Il team di ricerca sta ora pianificando di collaborare con i ricercatori clinici per studiare questi circuiti cerebrali nell’uomo, con la speranza di sviluppare un giorno nuovi trattamenti mirati per le risposte alla paura disadattive e i disturbi d’ansia.

Questa ricerca è stata finanziata dalla sovvenzione principale di Sainsbury Wellcome Center della Gatsby Charity Foundation e Wellcome (090843/f/09/z); un premio Wellcome Investigator (219561/Z/19/Z); Una borsa di studio post-dottorato EMBO (EMBO ALTF 327-2021) e un premio Wellcome Early Career (225708/Z/22/Z).