Ecco come il nostro cervello raccoglie i segnali di minaccia e li trasforma in paura.
Gli scienziati di Salk University hanno scoperto un percorso molecolare che distilla immagini, suoni e odori minacciosi in un unico messaggio: abbiate paura. Una molecola chiamata CGRP consente ai neuroni in due aree separate del cervello di raggruppare segnali sensoriali minacciosi in un segnale unificato, etichettarlo come negativo e trasmetterlo all’amigdala, che traduce il segnale in paura. La ricerca, pubblicata su Cell Report potrebbe portare a nuove terapie per disturbi legati alla paura come il disturbo da stress post-traumatico (PTSD) o disturbi da ipersensibilità come autismo, emicrania e fibromialgia. “Il percorso cerebrale che abbiamo scoperto funziona come un sistema di allarme centrale”, afferma l’autore senior Sung Han, assistente professore presso i Clayton Foundation Laboratories for Peptide Biology di Salk. “Eravamo entusiasti di scoprire che i neuroni CGRP sono attivati da segnali sensoriali negativi provenienti da tutti e cinque i sensi: vista, suono, gusto, olfatto e tatto. L’identificazione di nuovi percorsi di minaccia fornisce informazioni sul trattamento dei disturbi legati alla paura“. La maggior parte delle minacce esterne coinvolgono segnali multisensoriali, come il calore, il fumo e l’odore di un incendio. Ricerche precedenti hanno dimostrato che diversi percorsi trasmettono in modo indipendente segnali di minaccia del suono, della vista e del tocco a più aree del cervello. Un unico percorso che integri tutti questi segnali sarebbe benefico per la sopravvivenza, ma nessuno aveva mai trovato un tale percorso. Ricerche precedenti hanno anche dimostrato che l’amigdala, che avvia risposte comportamentali e forma ricordi di paura a stimoli ambientali ed emotivi, riceve input pesanti dalle regioni del cervello che sono cariche di una sostanza chimica associata all’avversione, il neuropeptide CGRP (peptide correlato al gene della calcitonina). “Sulla base di questi due pool di ricerca, abbiamo proposto che i neuroni CGRP, che si trovano specialmente nelle sottoregioni del talamo e del tronco cerebrale, trasmettano informazioni sulle minacce multisensoriali all’amigdala“, afferma il co-primo autore Shijia Liu, uno studente laureato nel laboratorio Han. “Questi circuiti possono sia generare risposte comportamentali appropriate che aiutare a formare ricordi avversivi di segnali di minaccia“.
Il team ha condotto diversi esperimenti per testare le loro ipotesi. Hanno registrato l’attività dei neuroni CGRP utilizzando l’imaging del calcio a singola cellula mentre presentavano ai topi segnali di minaccia multisensoriale, consentendo ai ricercatori di individuare quale modalità sensoriale coinvolgeva quali insiemi di neuroni. Hanno determinato il percorso che i segnali hanno preso dopo aver lasciato il talamo e il tronco cerebrale usando diverse proteine fluorescenti colorate ed hanno condotto test comportamentali per valutare la memoria e la paura. Presi insieme, i loro risultati mostrano che due distinte popolazioni di neuroni CGRP – una nel talamo, una nel tronco cerebrale – proiettano aree non sovrapposte dell’amigdala, formando due circuiti distinti. Entrambe le popolazioni codificano immagini minacciose, suoni, odori, sapori e tocchi comunicando con le reti cerebrali locali. Infine, hanno scoperto che entrambi i circuiti sono necessari per formare ricordi avversivi, del tipo che ti dice: “Stai lontano”. Gli autori sperano di esaminare come la segnalazione CGRP in questi circuiti media i disturbi che coinvolgono anomalie di elaborazione degli stimoli multisensoriali, come emicranie, PTSD e disturbo dello spettro autistico.
