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Evento inaspettato? Ecco come risponde il cervello

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L’esperimento dei ricercatori del Mit – Massachussets Institute of Technology potrebbe essere utile nel Parkinson e nell’Alzheimer

In che modo risponde il cervello dinanzi a un evento evento inaspettato? Secondo uno studio del Mit – Massachussets Institute of Technology davanti agli imprevisti il cervello risponde con una scarica di noradrenalina. La noradrelina è un neuromodulatore, come la dopamina e la serotonina, prodotto in una struttura profonda del cervello: il locus coeruleus. La noradrenalina può avere effetti su ampie aree cerebrali come dimostrato da vari esperimenti effettuati sui topi. Infatti secondo diversi studi questa particolare molecola avrebbe un ruolo chiave: quello di aiutare il cervello a imparare da scenari inattesi

I ricercatori del Mit, guidati dal professore di Neuroscienze Mriganka Sur, hanno constatato come, oltre a segnalare l’effetto sorpresa, la noradrenalina aiuti a stimolare il cervello. Più precisamente a condurlo a un comportamento che porti a ottenere una ricompensa, in particolare in quelle situazioni dove questa ricompensa è incerta. Durante l’esperimento i ricercatori hanno addestrato dei topi a spingere una leva solo quando sentivano un tono ad alta frequenza. In questo preciso caso ricevevano come premio dell’acqua, ma in caso di errore venivano investiti da un soffio d’aria fastidioso. I topi hanno anche imparato a spingere più forte la leva quando il volume del suono era più alto, mentre erano più esitanti quando il volume era basso.

“Lo studio conferma la funzione centrale della noradrenalina”

È proprio il professore Sur a spiegare nel dettaglio la situazione. “L’animale spinge la leva perché vuole una ricompensa e il locus coerelus fornisce segnali critici per dire: spingi ora, perché la ricompensa arriverà”. Il suo team ha anche scoperto che i neuroni che producono noradrenalina la inviano a gran parte della corteccia motoria. E questo è un ulteriore indizio del fatto che questo segnale stimoli gli animali all’azione. 

“Anche se eseguito su topi, lo studio conferma la funzione centrale della noradrenalina” – spiega Daniela Perani, neurologa e neuroradiologa, professoressa di Neuroscienze dell’Università Vita-Salute San Raffaele di Milano“Il sistema noradrenergico contribuisce all’attenzione, alla vigilanza e ai meccanismi di sopravvivenza. Ma modula anche molti altri sistemi del cervello, da quelli motori e sensoriali, a quelli cognitivi, come la memoria“. 

Il ruolo della noradrenalina nelle malattie neurodegenerative


Ma un punto essenziale e fondamentale è il ruolo della noradrenalina anche nelle malattie neurodegenerative“Nel Parkinson i neuroni del locus coeruleus degenerano anche prima di quelli della dopamina, cosa che spiega la sintomatologia non motoria di questa malattia – prosegue Perani. La stessa degenerazione è presente nella malattia di Alzheimer. E pure nel Disturbo da deficit dell’attenzione/iperattività (ADHD) sembra coinvolta la noradrenalina, tanto che esistono già farmaci che agiscono su questa molecola.

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Elaborati atlanti che tracciano lo sviluppo del cervello dei neonati

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Gli atlanti, a partire dalle due settimane di età e fino ai due anni, registrano lo sviluppo cerebrale mese per mese


Nasce un nuovo strumento in ambito neurologico. Un gruppo dell’University of North Carolina Health Care (Usa) ha realizzato una serie di atlanti del cervello nei neonati che, a partire dalle due settimane di età, mese per mese e fino ai due anni, registrano importanti dettagli spazio-temporali. Una novità che potrebbe permettere ai medici di individuare precocemente eventuali disturbi del cervello. Il lavoro che ha portato allo sviluppo degli atlanti è pubblicato su ‘Nature Methods’.

Secondo gli autori, questa serie di atlanti potrà essere utilizzata dai medici per capire l’andamento nel tempo dello sviluppo cerebrale e cogliere aspetti cruciali dello sviluppo precoce del cervello. L’obiettivo dichiarato dal team è quello di rendere più facile la valutazione di eventuali sintomi di sviluppo anomalo. In particolare, disturbi di deficit di attenzione/iperattività (ADHD), dislessia e paralisi cerebrale infantile. Nel corso dei primi due anni di vita il cervello umano va incontro a complessi processi cellulari che portano a una rapida crescita cerebrale. È in questa fase, infatti, che il cervello cambia a livello strutturale e riorganizza i suoi circuiti neurali. 

Gli atlanti hanno rilevato anche che le cortecce nelle regioni temporali, paretali e prefrontali del cervello sono più spesse delle cortecce visive e sensomotorie primarie. Tutto questo è coerente con la scoperte che le funzioni di ordine superiore del cervello infantile (come l’attenzione, la memoria di lavoro, l’inibizione e la risoluzione dei problemi) maturano più lentamente delle aree del cervello responsabili delle funzioni visive, motorie e sensoriali. 

Di seguito, si riporta una dichiarazione di Pew-Thian Yap, principale autore del lavoro“Speriamo che questi atlanti diventino un quadro di coordinate comune per facilitare la scoperta di nuove intuizioni sui processi di sviluppo alla base della cognizione infantile e del comportamento sociale”. 

Clicca qui per leggere l’estratto del lavoro. 

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Parkinson: il 5% dei pazienti è portatore di mutazione genetica

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Le mutazioni in questione sarebbero implicate in una forma della malattia che insorge dopo i 50 anni di età

Circa il 5% dei pazienti con Parkinson è portatore di mutazioni dominanti nel gene TMEM175. Inoltre, queste mutazioni sarebbero implicate in una forma della malattia che generalmente insorge dopo i 50 anni. È quanto emerge da uno studio nato dalla collaborazione Irccs Neuromed di Pozzilli (Iss) e L’istituto di genetica e biofisica ‘Adriano Buzzati Traverso’ del Consiglio nazionale delle ricerche di Napoli. La ricerca, finanziata dal Ministero della Salute, è pubblicata sulla rivista scientifica ‘Molecular Neurobiology’

“La proteina prodotta dal gene studiato – spiega in una nota l’Irrcs Neuromed – è fondamentale per la regolazione dell’acidità all’interno dei lisosomi. I lisosomi sono organi cellulari che agiscono come veri e propri ‘spazzini delle cellule’. Al loro interno avviene, infatti, la decomposizione di componenti cellulari non più utili o di elementi dannosi, ad esempio le proteine ripiegate in modo errato o gli organuli usurati. Il processo, chiamato autofagia, mantiene in salute le cellule, rinnovando costantemente i loro componenti. Quando i lisosomi non funzionano correttamente, come può avvenire se la loro acidità non è quella giusta, si verifica un accumulo di veri e propri rifiuti. Tale accumulo può essere alla base di patologie degenerative

“Come tutti i geni – prosegue la nota – anche TMEM175 può presentare diverse varianti. È su questo aspetto che si è concentrato lo studio. I ricercatori, in particolare, hanno studiato sia tessuti umani che modelli animali, esaminando le diverse varianti del gene nonché il processo di espressione genica (la trascrizione dell’informazione genetica in proteine). TMEM175 è risultato particolarmente espresso in neuroni dopaminergici della Substantia Nigra. Si tratta di quei neuroni la cui degenerazione è la causa principale del Parkinson. Ma lo stesso gene è risultato espresso anche nelle cellule della microglia centrale, che possono essere coinvolte in processi neuroinfiammatori. Si tratta del più ampio studio genetico realizzato su pazienti italiani affetti dal morbo di Parkinson utilizzando metodiche di sequenziamento di ultima generazione”.

I commenti degli autori

Di seguito il commento della prima autrice del lavoro, l’esperta Nicole Piera Palomba, ricercatrice del laboratorio Cnr presso l’Irccs Neuromed. “Abbiamo potuto identificare un consistente numero di mutazioni patogenetiche nel gene TMEM175. Mutazioni che alterano la funzionalità del canale lisosomiale del potassio e impediscono il corretto funzionamento dei lisosomi”. 

Assolutamente di rilievo anche le parole di Teresa Esposito, co-autrice del lavoro. Questi risultati possono avere un impatto importante sulla diagnostica molecolare della malattia di Parkinson. Possono permetterci di individuare precocemente le persone a rischio elevato. Se consideriamo che in Italia ci sono almeno 200.000 persone colpite da questa patologia, l’analisi molecolare del gene TMEM175, mutato nel 5% dei pazienti, dovrebbe essere sempre considerata nei protocolli diagnostici della malattia di Parkinson”. 

Clicca qui per leggere la nota dell’Irccs Neuromed.

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Alzheimer: nuovo test del sangue rileva facilmente la patologia

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Grazie a quest’innovativo esame del sangue la diagnosi della patologia risulta molto meno invasiva e più economica rispetto ai metodi tradizionali

Un test del sangue basato su un nuovo marcatore dell’Alzheimer è in grado di rilevare la terribile patologia. L’innovativo esame è stato sviluppato da un gruppo di ricercatori dell’Università di Pittsburgh in collaborazione con esperti dell’Università di Göteborg e dell’Università di Brescia. I risultati mostrano che il nuovo bio-marcatore, basato su un anticorpo (che si lega in modo specifico alla proteina tau, prodotta nel cervello) è di gran lunga più utile e rapido rispetto agli attuali test in nella rilevazione della neuro-degenerazione legata all’Alzheimer. I risultati sono inoltre pubblicati sulla nota rivista ‘Brain’.

Una tecnica che può segnare una svolta nella diagnosi della malattia

Si tratta di un’importante passo in avanti nella diagnostica dell’Alzheimer. Attualmente, infatti, la diagnosi tradizionale richiede una scansione cerebrale o l’analisi del liquido cerebro-spinale. Questi test però sono costosi e molti pazienti non vi hanno accesso – come dichiarato da Thomas Karikari, autore senior del lavoro. Nasce da qui la necessitò di sviluppare test poco invasivi e più economici. Inoltre, gli attuali metodi diagnostici possono rilevare anomalie di Tau presente nel plasma, ma hanno difficoltà a rilevare marcatori specifici del cervello, ovvero quei marcatori non influenzati dalle proteine Tau prodotte da cellule non cerebrali. 

Da questi problemi nasce la voglia d’innovazione del team di ricerca. Gli esperti in questione hanno infatti sviluppato una tecnica per rilevare selettivamente la ‘Tau derivata dal cervello’ (BD-Tau): un anticorpo speciale che si lega alla proteina rendendola facilmente rilevabile nel sangue. Successivamente i ricercatori hanno convalidato i loro test su oltre 600 campioni di pazienti. I test hanno mostrato che i livelli di BD-Tau rilevati corrispondevano ai livelli di Tau nel liquido cerebrale spinale. Inoltre permettevano di distinguere in modo affidabile l’Alzheimer da altre malattie neuro-degenerative. Ora, gli scienziati sperano che introdurre test di questo tipo possa aiutare ad individuare, magari precocemente, coloro che soffrono della terribile malattia. Ma sperano anche di iscrivere in studi clinici quei pazienti appartenenti a gruppi di popolazione finora escluse dalla ricerca.

Clicca qui per leggere l’estratto originale dello studio. 

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