Lo studio sui topi mostra perché le abitudini sono difficili da rompere

Per molti, la nostra risoluzione per il nuovo anno di ridurre l'assunzione di dolci è già caduta in un momento difficile. Un nuovo studio scopre che un'abitudine golosa lascia un segno indelebile su circuiti specifici nel cervello, preparandoci a nutrire le nostre voglie.

Come pubblicato sulla rivista Neurone, Gli scienziati della Duke University ritengono che le loro scoperte miglioreranno la comprensione di come abitudini come lo zucchero e altri vizi cambiano il cervello. Inoltre, il nuovo apprezzamento per il modo in cui le abitudini influenzano il cervello, si spera, condurrà a nuove strategie per distruggerle.

"Un giorno, potremmo essere in grado di indirizzare questi circuiti nelle persone per aiutare a promuovere le abitudini che vogliamo e cacciare quelle che non vogliamo", ha detto la ricercatrice senior dello studio Nicole Calakos, M.D., Ph.D.

Calakos, un esperto nell'adattabilità del cervello, ha collaborato con Henry Yin, un esperto di modelli animali di comportamento abitudinario nel dipartimento di psicologia e neuroscienze di Duke. Entrambi gli scienziati sono anche membri del Duke Institute for Brain Sciences.

I loro gruppi hanno addestrato topi altrimenti sani a formare abitudini di zucchero di diversa gravità, un processo che ha comportato la pressione di una leva per ricevere piccoli dolci. Gli animali che sono stati agganciati hanno continuato a premere la leva anche dopo che i dolcetti sono stati rimossi.

I ricercatori hanno quindi confrontato i cervelli dei topi che avevano preso l'abitudine con quelli che non l'avevano. In particolare, il team ha studiato l'attività elettrica nei gangli della base, una complessa rete di aree cerebrali che controlla le azioni motorie e i comportamenti compulsivi, inclusa la tossicodipendenza.

Nei gangli della base, due tipi principali di percorsi trasportano messaggi opposti: uno trasporta un segnale di "via" che stimola un'azione, l'altro un segnale di "arresto".

Gli esperimenti dello studente laureato in neurobiologia della Duke Justin O'Hare hanno scoperto che i percorsi stop and go erano entrambi più attivi nei topi zuccherini. O'Hare ha detto che non si aspettava di vedere il segnale di arresto altrettanto accelerato nei cervelli dell'abitudine, perché è stato tradizionalmente visto come il fattore che aiuta a prevenire un comportamento.

I ricercatori hanno anche scoperto un cambiamento nei tempi di attivazione nei due percorsi. Nei topi che avevano preso l'abitudine, il percorso di go si è acceso prima del percorso di stop. Nei cervelli non abituati, il segnale di arresto precedeva il via. Questi cambiamenti nei circuiti cerebrali erano così duraturi e ovvi che è stato possibile per il gruppo prevedere quali topi avevano preso l'abitudine semplicemente osservando pezzi isolati del loro cervello in una capsula di Petri.

Gli scienziati hanno già notato che questi percorsi opposti dei gangli della base sembrano essere in corsa, sebbene nessuno abbia dimostrato che un'abitudine dia un vantaggio al percorso go. O'Hare ha detto che è perché i segnali di avvio e arresto non erano stati studiati nello stesso cervello allo stesso tempo. Ma le nuove strategie di etichettatura utilizzate dagli scienziati della Duke hanno permesso ai ricercatori di misurare l'attività su dozzine di neuroni in entrambi i percorsi contemporaneamente, nello stesso animale.

"Il vantaggio iniziale del percorso go ha senso", ha detto Calakos. "Potrebbe stimolare l'animale ad avere maggiori probabilità di impegnarsi nel comportamento." I ricercatori stanno testando questa idea, oltre a studiare come avvengono i riarrangiamenti nell'attività in primo luogo.

È interessante notare che il gruppo ha osservato che i cambiamenti nell'attività di go and stop si sono verificati in tutta la regione dei gangli della base che stavano studiando rispetto a specifici sottoinsiemi di cellule cerebrali. O'Hare ha detto che questo potrebbe essere correlato all'osservazione che una dipendenza da una cosa può rendere una persona più propensa a impegnarsi in altre abitudini o dipendenze malsane.

Per vedere se potevano rompere un'abitudine, i ricercatori hanno incoraggiato i topi a cambiare abitudine premiandoli solo se smettevano di premere la leva. I topi che riuscivano a smettere di più avevano cellule go più deboli. Ma non è ancora chiaro come questo possa tradursi in un aiuto per gli esseri umani con cattive abitudini. Poiché i gangli della base sono coinvolti in un'ampia gamma di funzioni, potrebbe essere difficile bersagliare i farmaci.

La ricerca fornisce una spiegazione biologica per il successo dei metodi emergenti per trattare la dipendenza utilizzando la stimolazione elettrica o magnetica.

Calakos spiega che alcuni ricercatori stanno iniziando a esplorare la possibilità di trattare la tossicodipendenza utilizzando la stimolazione magnetica transcranica o TMS, una tecnica non invasiva che utilizza impulsi magnetici per stimolare il cervello.

"La TMS è un modo per accedere a questi circuiti nelle malattie più gravi", ha detto, in particolare mirando alla corteccia, un'area del cervello che funge da input principale per i gangli della base. Per cattive abitudini più ordinarie "strategie comportamentali più semplici che molti di noi provano possono anche attingere a meccanismi simili", ha aggiunto Calakos. "Potrebbe essere solo questione di capire quali di loro sono i più efficaci."

Nel frattempo, Calakos e il suo team stanno studiando ciò che distingue le abitudini ordinarie da quelle problematiche che possono essere viste in condizioni come il disturbo ossessivo-compulsivo.

Fonte: Duke University