Una nuova ricerca con implicazioni per il trattamento del morbo di Parkinson suggerisce che quando vogliamo muoverci, tutto il nostro cervello ha bisogno di una rapida esplosione di dopamina.
I risultati, da parte degli scienziati del Centro Champalimaud per l’Ignoto in Portogallo e della Columbia University di New York City, hanno messo in dubbio l’idea che il cervello abbia bisogno di un livello costante di dopamina per i normali movimenti.
Un rapporto sullo studio, pubblicato sulla rivista, descrive come immediatamente prima di iniziare i movimenti, i neuroni associati, o le cellule nervose, hanno mostrato picchi nell’attività della dopamina.
“Il nostro risultato più importante”, dice il primo autore dello studio, il dottor Joaquim Alves da Silva, psichiatra e neuroscienziato del Centro Champalimaud e Nova University di Lisbona in Portogallo, “è che per la prima volta abbiamo dimostrato che il cambiamento l’attività neurale è necessaria per promuovere il movimento “.
“E, anche per la prima volta,” continua, “abbiamo dimostrato che il picco di dopamina che precede l’inizio del movimento non regola solo l’iniziazione, ma regola anche il vigore del movimento.”
La morte delle cellule della dopamina porta al morbo di Parkinson
La malattia di Parkinson è una malattia progressiva che si sviluppa quando le cellule produttrici di dopamina nella substantia nigra, che è un’area del cervello che controlla il movimento, muoiono.
La dopamina è un neurotrasmettitore o un messaggero chimico che trasporta i segnali tra i neuroni. È collegato a un numero di funzioni cerebrali, incluso il controllo del movimento e del comportamento associato alla ricompensa e al piacere.
I principali sintomi del morbo di Parkinson sono il tremore, la rigidità, la lentezza del movimento e la compromissione della coordinazione e dell’equilibrio. Mentre i sintomi progrediscono, rendono più difficile parlare, camminare, svolgere compiti quotidiani e vivere in modo indipendente.
Sebbene la malattia colpisca soprattutto persone di età superiore ai 60 anni, circa il 4% dei casi di Parkinson sono diagnosticati in soggetti di età inferiore ai 50 anni.
In tutto il mondo, ci sono più di 10 milioni di persone che vivono con la malattia di Parkinson. Negli Stati Uniti, dove ogni anno a circa 60.000 persone viene diagnosticato il morbo di Parkinson, il costo totale della malattia è stimato in 25 miliardi di dollari all’anno.
Non esiste attualmente una cura per la malattia di Parkinson. Tuttavia, ci sono farmaci in grado di alleviare i sintomi in modo sostanziale per molte persone, contribuendo a reintegrare e mantenere l’apporto diminuente di dopamina nel cervello.
La difficoltà è l’inizio del movimento, la lentezza
Il nuovo studio è particolarmente significativo perché suggerisce che potrebbe esserci un modo migliore per correggere la carenza di dopamina.
Il dott. Alves da Silva spiega che gli individui con il morbo di Parkinson “non hanno un problema motorio globale”, ma uno specifico. Nelle giuste circostanze, possono svolgere compiti motori complessi. Ad esempio, se viene data una spinta al momento giusto, possono persino andare in bicicletta.
“Il problema dei pazienti”, aggiunge, “è nella difficoltà di iniziare il movimento e nella lentezza del movimento”. È stata questa osservazione che ha spronato la squadra a indagare ulteriormente.
Per il nuovo studio, i ricercatori hanno usato una tecnica chiamata optogenetica, che impiega la luce laser per stimolare rapidamente l’attività dei neuroni nel cervello dei topi.
L’optogenetica è una tecnologia relativamente nuova che sta cambiando il “paesaggio delle neuroscienze” migliorando la nostra comprensione di come particolari circuiti cerebrali funzionano nella salute e nelle malattie.
Il dott. Alves da Silva dice che l’hanno usato per assicurarsi che registrassero solo l’attività nei neuroni produttori di dopamina della sostanza nera dei topi.
Scoppio dell’attività dei neuroni dopaminergici
Gli scienziati hanno registrato quello che è successo nel cervello dei topi mentre si muovevano liberamente in uno spazio aperto. Utilizzando i sensori di movimento, potevano rilevare quando gli animali cominciavano a muoversi e individuare l’attività delle cellule produttrici di dopamina nel periodo che portava alle loro mosse.
I risultati hanno mostrato che l’attività dei neuroni produttori di dopamina ha raggiunto il picco appena prima che i topi iniziassero un determinato movimento.
Poi, in un altro esperimento, hanno permesso ai topi di muoversi liberamente, tranne che hanno manipolato l’attività dei loro neuroni produttori di dopamina usando il laser per accenderli e spegnerli.
Di nuovo, con l’aiuto dei sensori di movimento, potevano collegarlo a quando i topi si muovevano e non si muovevano.
Il Dr. Alves da Silva osserva che attivando i neuroni produttori di dopamina quando i topi non si muovevano “per mezzo secondo era sufficiente per promuovere il movimento – e con più vigore – che senza l’attività di questi neuroni”.
Ma, se attivavano i neuroni quando i topi erano già in movimento, gli animali continuavano così com’erano – non vi era alcun cambiamento nel movimento o nel suo vigore, che essi definivano dai cambiamenti di accelerazione.
I risultati possono anche spiegare il collegamento alla motivazione
I ricercatori hanno trovato lo stesso risultato quando hanno spento i neuroni produttori di dopamina nel mezzo di un movimento in corso – non c’era alcun cambiamento nel movimento o nel suo vigore.
“Questi risultati”, spiega l’autore senior Rui Costa, un professore di neuroscienza e neurologia che lavora presso la Columbia University, “dimostrano che l’attività dei neuroni della dopamina può fungere da cancello per consentire o meno l’inizio di movimenti”.
“Spiegano perché la dopamina è così importante nella motivazione, e anche perché la mancanza di dopamina nella malattia di Parkinson porta ai sintomi che fa”, aggiunge.
Uno dei farmaci attualmente utilizzati per il trattamento del morbo di Parkinson è la levodopa, che aumenta il livello di dopamina nel corpo.
“Ma levodopa eleva sempre più la dopamina, non solo quando vogliamo spostarci”, afferma il prof.Costa, aggiungendo che l’uso a lungo termine del farmaco porta anche alla discinesia, una condizione caratterizzata da movimenti involontari ed irregolari.
“Il nostro studio suggerisce che le strategie che aumenterebbero la dopamina quando c’è il desiderio di muoversi funzionerebbero meglio”.
Prof. Rui Costa
