Nello studio sui ratti, lo stress cronico può portare a decisioni rischiose

Prendere una decisione tra due opzioni che hanno elementi sia positivi che negativi, come decidere tra un lavoro con uno stipendio alto ma lunghe ore e un lavoro meno retribuito che consente più tempo libero, non è sempre facile.

I neuroscienziati del Massachusetts Institute of Technology hanno ora scoperto che prendere decisioni in questo tipo di situazione, noto come conflitto costi-benefici, è drammaticamente influenzato dallo stress cronico.

In uno studio sui topi, hanno scoperto che gli animali stressati erano molto più propensi a scegliere opzioni ad alto rischio e ad alto rendimento.

I ricercatori hanno anche scoperto che le menomazioni di un circuito cerebrale specifico sono alla base di questo processo decisionale anormale e hanno dimostrato di poter ripristinare il comportamento normale manipolando questo circuito.

Se un metodo per sintonizzare questo circuito negli esseri umani fosse sviluppato, potrebbe aiutare i pazienti con depressione, dipendenza e ansia, che spesso sono caratterizzati da uno scarso processo decisionale, affermano gli scienziati.

"Una cosa entusiasmante è che facendo questa scienza di base, abbiamo trovato un microcircuito di neuroni nello striato che potremmo manipolare per invertire gli effetti dello stress su questo tipo di processo decisionale", ha detto la dottoressa Ann Graybiel, professore presso il Massachusetts Institute of Technology e membro del McGovern Institute for Brain Research. "Questo, per noi, è estremamente promettente, ma siamo consapevoli che finora questi esperimenti sono stati condotti su ratti e topi".

Nel 2015, i ricercatori del MIT hanno identificato per la prima volta il circuito cerebrale coinvolto nel processo decisionale che implica un conflitto costi-benefici. Il circuito inizia nella corteccia prefrontale mediale, che è responsabile del controllo dell'umore, e si estende in gruppi di neuroni chiamati striosomi, che si trovano nello striato, una regione associata alla formazione dell'abitudine, alla motivazione e al rinforzo della ricompensa.

In quello studio, i ricercatori hanno addestrato i roditori a gestire un labirinto in cui dovevano scegliere tra un'opzione che includeva latte al cioccolato altamente concentrato, che a loro piace, insieme a una luce intensa, cosa che non hanno, e un'opzione con luce più fioca ma latte al cioccolato più debole.

Inibendo la connessione tra i neuroni corticali e gli striosomi, utilizzando una tecnica nota come optogenetica, i ricercatori hanno scoperto che potevano trasformare la preferenza dei roditori per scelte a basso rischio e rendimento inferiore in una preferenza per guadagni maggiori nonostante i loro costi maggiori.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno eseguito un esperimento simile senza manipolazioni optogenetiche. Invece, hanno esposto i roditori a un breve periodo di stress ogni giorno per due settimane.

Prima di sperimentare lo stress, ratti e topi normali sceglierebbero di correre verso il braccio del labirinto con una luce più fioca e un latte al cioccolato più debole per circa la metà del tempo. I ricercatori hanno gradualmente aumentato la concentrazione di latte al cioccolato trovata nel lato più scuro e, così facendo, gli animali hanno iniziato a scegliere quel lato più frequentemente.

Tuttavia, quando ratti e topi cronicamente stressati sono stati messi nella stessa situazione, hanno continuato a scegliere il lato più chiaro / migliore del latte al cioccolato anche se la concentrazione del latte al cioccolato è notevolmente aumentata dal lato più debole.

Questo era lo stesso comportamento che i ricercatori hanno visto nei roditori che avevano il circuito della corteccia prefrontale-striosoma interrotto optogeneticamente.

"Il risultato è che l'animale ignora l'alto costo e sceglie l'elevata ricompensa", ha affermato Alexander Friedman, ricercatore del McGovern Institute e autore principale dell'articolo.

I ricercatori ritengono che questo circuito integri le informazioni sugli aspetti positivi e negativi delle scelte possibili, aiutando il cervello a prendere una decisione. Normalmente, quando il circuito è acceso, i neuroni della corteccia prefrontale attivano alcuni neuroni chiamati interneuroni ad alto fuoco, che quindi sopprimono l'attività dello striosoma.

Quando gli animali sono stressati, queste dinamiche del circuito cambiano ei neuroni corticali si attivano troppo tardi per inibire gli striosomi, che poi diventano sovraeccitati, hanno spiegato i ricercatori. Ciò si traduce in un processo decisionale anormale.

"In qualche modo questa precedente esposizione a stress cronico controlla l'integrazione del bene e del male", ha detto Graybiel. "È come se gli animali avessero perso la capacità di bilanciare eccitazione e inibizione per stabilirsi su un comportamento ragionevole."

Una volta che si verifica questo cambiamento, rimane in vigore per mesi, hanno scoperto i ricercatori. Tuttavia, sono stati in grado di ripristinare il normale processo decisionale nei topi stressati utilizzando l'optogenetica per stimolare gli interneuroni ad alto fuoco, sopprimendo gli striosomi.

Ciò suggerisce che il circuito prefronto-striosoma rimane intatto dopo lo stress cronico e potrebbe essere potenzialmente suscettibile a manipolazioni che ripristinerebbero il comportamento normale negli esseri umani i cui disturbi portano a processi decisionali anormali, hanno detto i ricercatori.

"Questo cambiamento di stato potrebbe essere reversibile, ed è possibile in futuro che tu possa prendere di mira questi interneuroni e ripristinare l'equilibrio eccitazione-inibizione", ha detto Friedman.

Lo studio è stato pubblicato in Cellula.

Fonte: Massachusetts Institute of Technology