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Davanti a un evento imprevisto, il neurotrasmettitore prodotto dal sistema nervoso centrale e periferico aiuta il cervello a focalizzare la sua attenzione e ad imparare dall’esperienza

In uno studio sui topi, apparso su “Nature”, un team di neuroscienziati del MIT ha scoperto il ruolo chiave giocato della noradrenalina, una sostanza  prodotta dal locus coeruleus, una piccola area del cervello che codifica gli eventi inattesi facilitando la reazione immediata del soggetto. 

La noradrenalina è uno dei numerosi neuromodulatori che influenzano il cervello, insieme a dopamina, serotonina e acetilcolina. Secondo uno degli autori, Mriganka Sur, del Department of Brain and Cognitive Sciences del MIT, queste sostanze amplificano lo stimolo eccitatorio o inibitorio che i neuroni subiscono e sembrano svolgere funzioni cerebrali importanti per la sopravvivenza e per la regolazione dello stato cerebrale.

Nel nuovo studio, i neuroscienziati hanno approfondito il ruolo del locus coeruleus nell’apprendimento per rinforzo, o apprendimento per tentativi ed errori. Per farlo, hanno addestrato i topi a spingere una leva solo quando sentivano un tono ad alta frequenza, dando loro come ricompensa dell’acqua. 

I topi hanno anche imparato a spingere più forte la leva quando i toni erano più alti. Con frequenze più basse, gli animali erano più incerti sul fatto che dovessero spingere o meno.  Quando i ricercatori hanno inibito l’attività del locus coeruleus, i topi sono diventati molto più riluttanti a spingere la leva di fronte a toni più bassi, suggerendo che la noradrenalina spinge all’azione in situazioni in cui il guadagno è incerto. 

A conferma di ciò, i neuroni sembrano rilasciare noradrenalina nella corteccia motoria, il che offre ulteriori prove del fatto che questo segnale stimola gli animali ad agire. I neuroscienziati hanno anche scoperto che quando i topi hanno ricevuto la ricompensa prevista, la diffusione della sostanza era limitata. Invece, se un topo riceveva una punizione (un soffio d’aria) al posto della ricompensa attesa, il locus coeruleus rilasciava  una grande quantità di noradrenalina.

Nelle prove successive, il topo che aveva subito una punizione risultava più incerto e difficilmente spingeva la leva. Secondo Sur, la conclusione è che l’animale adatta costantemente il suo comportamento in base a ciò che ha appena fatto.

La stessa situazione si è verificata quando i topi hanno ricevuto una ricompensa inaspettata. La noradrenalina si diffondeva in molte parti del cervello, inclusa la corteccia prefrontale, dove si verificano la pianificazione e altre funzioni cognitive superiori.

I ricercatori ora intendono esplorare la possibile sinergia tra la noradrenalina e altri neuromodulatori, in particolare la dopamina, che risponde a sua volta a ricompense inaspettate. Sperano anche di saperne di più su come la corteccia prefrontale stabilizza la memoria a breve termine dell’input dal locus coeruleus per aiutare gli animali a migliorare le loro prestazioni nelle prove future.

Immagine: Wikimedia Commons

Image by JL G from Pixabay

(rp)