Ricerche
La caffeina aiuta a "stimolare" la cognizione
Recettori nicotinici alfa7 (indicati dalle frecce rosse) sono accanto a una sinapsi tra due cellule cerebrali nella corteccia prefrontale. Stimolare i recettori nicotinici alpha7 permette alle cellule di comunicare e quindi generano maggiore cognizione. (Fonte: Dr. C. Paspalas, Yale University)La capacità di mantenere le rappresentazioni mentali di noi stessi e del mondo -il mattone fondamentale della cognizione umana- nasce dall'attivazione di circuiti neuronali altamente evoluti (un processo che è indebolito nella schizofrenia, per esempio).
In un nuovo studio, pubblicato il 1 Luglio in Proceedings of the National Academy of Sciences, i ricercatori della School of Medicine della Yale University definiscono le azioni molecolari cruciali delle proteine che permettono di creare le rappresentazioni mentali necessarie per una maggiore cognizione, che sono geneticamente alterate nella schizofrenia.
La memoria di lavoro, il blocco da disegno della mente, dipende dal buon funzionamento di una rete di cellule del cervello a forma di piramide, residenti nella corteccia prefrontale, sede del pensiero di ordine superiore negli esseri umani. Per mantenere le informazioni nella mente cosciente, queste cellule piramidali devono stimolarsi l'una con l'altra tramite un gruppo speciale di recettori.
Il team della Yale ha scoperto che questa stimolazione richiede che il neurotrasmettitore acetilcolina attivi una specifica proteina della famiglia dei recettori nicotinici: il recettore nicotinico alpha7. L'acetilcolina è rilasciata quando siamo svegli e non nel sonno profondo. Il recettore induce i circuiti prefrontali a tornare "on-line" quando ci svegliamo, mettendoci in grado di eseguire operazioni mentali complesse.
Questo processo è potenziato dalla caffeina del caffè, che aumenta il rilascio di acetilcolina. Come suggerisce il nome, i recettori nicotinici alfa-7 sono attivati anche dalla nicotina, una possibile spiegazione del fatto che il fumo può focalizzare l'attenzione e calmare il comportamento, funzioni della corteccia prefrontale.
I risultati hanno incuriosito i ricercatori anche perché i recettori nicotinici alfa7 sono modificati geneticamente nella schizofrenia, una malattia caratterizzata da disturbi del pensiero. "Le reti prefrontali ci permettono di formare e tenere pensieri coerenti, un processo alterato nella schizofrenia", scrive Amy Arnsten, professoressa di neurobiologia, ricercatrice del Kavli Institute, e un autore senior dello studio. "La grande maggioranza degli schizofrenici fumano, fatto che ha un senso, perché la stimolazione dei recettori nicotinici alfa7 rafforza le rappresentazioni mentali e riduce i disturbi del pensiero".
La Arnsten dice che nuovi farmaci che stimolano i recettori nicotinici alfa-7 potrebbero essere promettenti per il trattamento di disturbi cognitivi.
La pubblicazione del documento su PNAS arriva alla vigilia del 10° anniversario della morte di Patricia Goldman-Rakic, neurobiologo della Yale, investita da una macchina nella Contea di Hamden il 31 luglio 2003. La Goldman-Rakic ha per prima identificato il ruolo centrale dei circuiti corticali prefrontali nella memoria di lavoro. "Il lavoro di Patricia ha fornito la base neurale per gli studi attuali delle influenze molecolari sulla cognizione e la loro distruzione nei disturbi cognitivi", conferma la Arnsten. "La nostra capacità di applicare un approccio scientifico ai disturbi intriganti come la schizofrenia è merito della sua ricerca innovativa".
Yang Yang e Wang Min, della Yale sono gli autori principali; hanno collaborato Constaninos D. Paspalas, Lu E Jin e Marina R. Picciotto, tutti della Yale.
Fonte: Yale University. Articolo originale scritto da Bill Hathaway.
Riferimento: Yang Yang, Constantinos D. Paspalas, Lu E. Jin, Marina R. Picciotto, Amy F. T. Arnsten, and Min Wang. Nicotinic α7 receptors enhance NMDA cognitive circuits in dorsolateral prefrontal cortex. PNAS, 2013 DOI: 10.1073/pnas.1307849110
Pubblicato in Science Daily (> English version) - Traduzione di Franco Pellizzari.
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