Jacob Hoover
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Quando il cane di Ivan Pavlov ha sentito il suono di una campana, il cucciolo ha iniziato a sbavare in attesa della sua cena. Quando i topi della professoressa Mary Torregrossa sentirono un tono simile, bramavano la cocaina. Almeno, alcuni di loro l'hanno fatto, prima che Torregrossa ei suoi colleghi riscrivessero i loro ricordi.
Torregrossa studia psicologia della tossicodipendenza e delle ricadute presso la University of Pittsburgh School of Medicine (dove è anche professore associato di psichiatria). In un nuovo studio pubblicato il 22 gennaio sulla rivista Cell Reports, Torregrossa e due dei suoi colleghi hanno organizzato un esperimento pavloviano in cui un gruppo di topi da laboratorio è venuto ad associare uno specifico segnale audiovisivo alla scarica di un'infusione di cocaina..
Alla fine, il semplice vedere o sentire il segnale ha fatto sì che i ratti desiderassero più cocaina, fino a quando i ricercatori non hanno "cancellato" quell'associazione dal cervello dei ratti usando una tecnica di stimolazione neurale chiamata optogenetica. All'improvviso, i ratti esposti allo stesso segnale audiovisivo che una volta faceva brillare il loro cervello per l'attesa non hanno mostrato alcun interesse per il segnale. [Top 10 Mysteries of The Mind]
"Era come se non avessero mai visto la cocaina", ha detto Torregrossa. "È eccitante, perché c'è la possibilità che, in futuro, potrebbero esserci tecnologie di stimolazione neurale che potrebbero ridurre il desiderio e la ricaduta motivati da segnali anche negli esseri umani".
Sole eterno della mente dei roditori
Nel nuovo studio, i ratti di Torregrossa sono stati posti uno ad uno in un'apposita gabbia con una leva collegata ad una pompa. Quando un topo premeva la leva, la pompa gli dava una piccola dose di cocaina per via endovenosa. Ogni volta che ciò accadeva, una luce brillante sopra la leva si accendeva per 10 secondi mentre un monotono squillo suonava nella gabbia.
Dopo che un topo ha ripetuto questo rituale molte volte, ha detto Torregrossa, la combinazione di luce e rumore è diventata un "segnale" che la corsa di uno sballo di cocaina stava arrivando - un po 'come la famosa campana della cena di Pavlov, ma impostata per l'auto-medicazione roditori.
Ogni volta che i ratti venivano esposti a questo segnale luminoso / sonoro nelle prove successive, il loro cervello mostrava quella che Torregrossa chiamava "brama" o "risposta di ricaduta" agli stimoli, ei ratti continuavano a schiacciare la leva "a ritmi molto alti", anche quando la leva non forniva più loro cocaina.
Usando minuscoli elettrodi posizionati nel cervello di ogni roditore, i ricercatori hanno visto che questa risposta al desiderio era associata ad una maggiore attività nell'amigdala di un ratto, un centro di elaborazione emotiva responsabile sia della paura che del piacere. (Questo ammasso di neuroni a forma di mandorla è stato precedentemente collegato alla brama anche negli esseri umani.)
"Successivamente, volevamo vedere se potevamo ridurre artificialmente quelle voglie stimolando il percorso nell'amigdala", ha detto Torregrossa.
Per fare questo, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata optogenetica - un modo per introdurre proteine fotosensibili nel cervello di un animale, esponendole poi a fasci di luce colorati per accendere o spegnere efficacemente le cellule a piacimento. [Immagini 3D: esplorazione del cervello umano]
In studi precedenti, gli scienziati hanno utilizzato con successo questa tecnica per impedire ai topi di avere attacchi epilettici o per renderli assetati a comando. Torregrossa e il suo team volevano usarlo per spegnere le voglie indotte dai ratti. Quindi, hanno iniettato ai loro ratti un virus speciale che trasporta proteine sensibili alla luce, che ha aperto un negozio alla giunzione cellulare dove le informazioni sensoriali (come il suono e la luce) entrano nell'amigdala.
Immergendo quelle cellule in una luce laser a LED blu, i ricercatori hanno potuto controllare il flusso di informazioni nei centri di elaborazione delle emozioni dei ratti. In questo caso, ciò significava smorzare il significato del segnale della droga quando entrava nell'amigdala. In effetti, quando hanno combinato questa stimolazione della luce blu con i familiari segnali di droga pavloviani dei ratti, i ricercatori hanno scoperto che potevano essenzialmente ingannare i roditori facendogli dimenticare che la combinazione suono / luce aveva qualcosa a che fare con il piacere di uno sballo di cocaina. All'improvviso, avevano molto meno interesse a premere la leva della cocaina nelle loro gabbie.
"Dopo soli 15 minuti di questa stimolazione della luce blu, il comportamento di ricaduta dei ratti è stato notevolmente ridotto", ha detto Torregrossa. "È essenzialmente come se avessimo cancellato i loro ricordi, quindi non hanno più risposto a quel segnale."
Domande "molto futuristiche"
Mentre questa apparente tecnica di cancellazione della memoria è una scoperta affascinante, Torregrossa ha notato che potrebbe essere una soluzione temporanea a un puzzle molto più complicato di come la dipendenza altera il cervello. È possibile, ad esempio, che se i ratti appena riabilitati ricevessero ancora una volta la cocaina in presenza di quel familiare segnale audiovisivo, i loro impulsi di desiderio e ricaduta sarebbero "tornati in un colpo", come erano prima.
Tuttavia, il successo del team solleva alcune interessanti possibilità per il futuro del monitoraggio e del trattamento della dipendenza, e forse anche dei disturbi cerebrali, negli esseri umani. Torregrossa ha detto di aver iniziato a parlare con i suoi colleghi del dipartimento di ingegneria neurale dell'Università di Pittsburgh sulla fattibilità degli impianti neurali che potrebbero monitorare i neuroni dell'amigdala di una persona, quindi essere attivati per sopprimere una risposta di desiderio o ricaduta.
Tutto ciò è "molto futuristico", tuttavia, ha detto Torregrossa, e - se un tale trattamento è possibile negli esseri umani - è anche impantanato in questioni etiche. Se il tocco di un interruttore può "cancellare" il ricordo di un innesco di ricaduta di droga, cos'altro potrebbe cancellare? I bei ricordi potrebbero rimanere intrappolati nel fuoco incrociato? È possibile cancellare intere persone, luoghi o esperienze in piena regola "Eternal Sunshine of The Spotless Mind"?
"Come possiamo influenzare solo i brutti ricordi che non vogliamo causare ricadute - e lasciare tutto il resto da solo?" Ha chiesto Torregrossa. "Fino a che punto siamo su questa strada per influenzare i pensieri di una persona?"
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