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lunedì 17 giugno 2024

NEURONEWS — il Blog di Alberto Arturo Vergani

Alberto Arturo Vergani

Dopo la laurea in scienze cognitive a Milano e il dottorato in informatica e matematica a Varese, vince una posizione a Londra finanziata dal progetto europeo The Human Brain Project (HBP) e poi a Marsiglia, finanziata dall’agenzia nazionale della ricerca francese (ANR Horizontal- V1). Attualmente è ricercatore in neuroscienze presso il laboratorio di Neuroingegneria Computazionale dell'Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa. Tra i suoi temi di ricerca ci sono le patologie neurodegenerative (Alzheimer e Parkinson) e i disordini del neurosviluppo (autismo), che studia mediante le metodologie proprie del calcolo scientifico: simulazione, modellizzazione e analisi avanzata di segnali biologici.

​La molecola che sollevò il mondo

di Alberto Arturo Vergani - martedì 06 giugno 2023 ore 08:00

Archimede, uno tra gli scienziati più noti dell'antica Grecia, lasciò ai posteri la leggendaria citazione riguardante la possibilità di sollevare il mondo dato un punto di appoggio e una leva abbastanza lunga. Dalla meccanica alla neurobiologia il salto è pindarico, ma incredibilmente anche il cervello possiede una "leva" per permetterci di svolgere compiti altrimenti difficili; l’utensile in questione è di tipo molecolare e si chiama dopamina.

La dopamina è un neurotrasmettitore coinvolto in diverse funzioni cerebrali, tra cui il controllo del movimento, il sistema di ricompensa, il processo decisionale, la motivazione e il regolamento dell'umore. Alterazioni nella sua quantità o funzione sono state associate a diverse condizioni neurologiche e psichiatriche, come la schizofrenia, il disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD), il disturbo bipolare e alcuni disturbi del movimento.

Tra questi ultimi, uno dei più noti è il morbo di Parkinson, in cui la degenerazione delle cellule nella substantia nigra porta a una diminuzione dei livelli di dopamina. La carenza di questo neurotrasmettitore causa un'alterazione nella comunicazione tra i neuroni del sistema motorio, generando i sintomi caratteristici del morbo di Parkinson, come il tremore, la rigidità muscolare, la bradicinesia (movimenti lenti) e l'instabilità posturale. Le terapie sono spesso concentrate su strategie per aumentare i livelli di dopamina nel cervello per migliorare la sintomatologia motoria.

Ricerche recenti stanno trovando un legame ancora più profondo tra dopamina e movimento. Infatti, alcuni scienziati hanno iniziato ad osservare un collegamento tra questo neurotrasmettitore e la fatica percepita nello svolgere le azioni. Uno studio condotto dai ricercatori della Johns Hopkins School of Medicine (Baltimore, USA), guidati dal Prof. Vikram Chib, ha analizzato la valutazione psicologica dello sforzo fisico in corrispondenza di alta e bassa concentrazione di molecole dopaminergiche. I partecipanti allo studio erano pazienti affetti da morbo di Parkinson, a cui è stato chiesto di svolgere un esercizio faticoso con e senza trattamento farmacologico per la dopamina. Successivamente, i partecipanti hanno valutato l'intensità dello sforzo compiuto. I risultati hanno dimostrato che, in assenza di farmaco, le valutazioni dello sforzo sono state percepite come eccessive rispetto allo stato in presenza del farmaco. Inoltre, si è osservata una maggiore variabilità nella percezione dello sforzo associata a una valutazione meno accurata. Pertanto, la dopamina sembra avere un effetto modulatore sulla percezione della fatica a seguito dei movimenti nei pazienti affetti da morbo di Parkinson, oltre che migliorare o permetterne l’esecuzione.

Ci sono altri neurotrasmettitori coinvolti nella percezione della fatica? Quello che si conosce è che anche altre molecole cerebrali sono capaci di modulare la valutazione degli sforzi: ad esempio la serotonina, la noradrenalina, le endorfine e il glutammato. Queste sostanze svolgono ruoli diversi nel regolare l'umore, l'attenzione, il sonno e la modulazione del dolore, e sono sistemi interconnessi con il sistema dopaminergico.

Esistono modi per aumentare la dopamina in modo naturale? Moltissimi: ad esempio, i) l'esercizio fisico regolare, ii) una dieta che includa banane, avocado e cioccolato fondente, iii) ascoltare musica piacevole e coinvolgente, iv) la meditazione, v) stabilire obiettivi personali e premiarsi quando vengono raggiunti, vi) esperienze piacevoli, come socializzare o dedicarsi a hobby.

In conclusione, lo studio condotto dal gruppo del Prof. Chib ci ha insegnato che la percezione della fatica può essere influenzata dalla quantità di dopamina presente nel cervello. Al di fuori di contesti patologici e farmacologici, esistono strategie naturali che possiamo adottare per aumentare i livelli di questo neurotrasmettitore. Ciò ci permette di percepire la fatica in modo meno intenso e favorisce anche una maggiore soddisfazione dopo aver compiuto determinate azioni. E se lo sforzo da compiere superasse le capacità tipicamente umane, ricordiamoci del motto di Archimede e che la tecnologia potrebbe aiutarci.

Riferimenti

● Padmanabhan, P., Casamento-Moran, A., Kim, A. et al. Dopamine facilitates the translation of physical exertion into assessments of effort. npj Parkinsons Dis. 9, 51 (2023). https://doi.org/10.1038/s41531-023-00490-4

Alberto Arturo Vergani

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