Dal brivido di sentire un camioncino dei gelati avvicinarsi ai picchi di piacere sorseggiando un buon vino, il messaggero neurologico noto come dopamina è stato comunemente descritto come la sostanza chimica del “benessere” del cervello legata alla ricompensa e al piacere.
Un neurotrasmettitore onnipresente che trasporta segnali tra le cellule cerebrali, la dopamina, tra le sue numerose funzioni, è coinvolta in molteplici aspetti dell’elaborazione cognitiva. Questo messaggero chimico è stato ampiamente studiato dal punto di vista di segnali esterni, o segnali “deterministi“.
Invece, i ricercatori dell’Università della California a San Diego hanno recentemente deciso di indagare su aspetti meno compresi relativi agli impulsi spontanei della dopamina. I loro risultati, pubblicati sulla rivista Current Biology, hanno dimostrato che i topi possono manipolare intenzionalmente questi impulsi casuali di dopamina.
Invece di verificarsi solo quando si presentano aspettative piacevoli o basate sulla ricompensa, lo studente laureato della UC San Diego Conrad Foo ha condotto una ricerca che ha scoperto che la neocorteccia nei topi è inondata da impulsi imprevedibili di dopamina che si verificano circa una volta al minuto.
Lavorando con i colleghi dell’UC San Diego (Dipartimento di Fisica e Sezione di Neurobiologia) e della Icahn School of Medicine del Monte Sinai a New York, Foo ha studiato se i topi fossero effettivamente consapevoli che questi impulsi, documentati in laboratorio attraverso metodi molecolari e ottici con tecniche di imaging, si stiano effettivamente verificando.
I ricercatori hanno ideato uno schema di feedback in cui i topi su un tapis roulant ricevevano una ricompensa se dimostravano di essere in grado di controllare i segnali estemporanei della dopamina.
Non solo i dati hanno rivelato che i topi erano consapevoli di questi impulsi dopaminergici, ma hanno confermato che hanno anche imparato ad anticipare e ad agire volontariamente su una parte di essi.
“In modo critico, i topi hanno imparato a suscitare in modo affidabile impulsi (dopaminergici) prima di ricevere una ricompensa”, osservano i ricercatori nel documento.
“Questi effetti si sono invertiti quando la ricompensa è stata rimossa. Ipotizzando che gli impulsi dopaminergici spontanei possano servire come evento cognitivo saliente nella pianificazione comportamentale”.
I ricercatori affermano che la ricerca apre una nuova dimensione nello studio della dopamina e delle dinamiche cerebrali. Ora intendono estendere questa ricerca per esplorare se e come gli eventi imprevedibili della dopamina guidino il foraggiamento, che è un aspetto essenziale della ricerca di sostentamento.
“Abbiamo inoltre ipotizzato che il senso di impulsi dopaminergici spontanei di un animale possa motivarlo a cercare e cercare cibo in assenza di stimoli predittivi di ricompensa noti”, hanno affermato i ricercatori.
Nei loro sforzi per controllare la dopamina, i ricercatori hanno chiarito che la dopamina sembra rinvigorire, piuttosto che avviare, il comportamento motorio.
“Questo è iniziato come una scoperta fortuita di uno studente laureato curioso e di talento, con il supporto intellettuale di un meraviglioso gruppo di colleghi”, ha affermato il coautore senior dello studio David Kleinfeld, professore presso il Dipartimento di Fisica (Divisione di Scienze Fisiche) e Sezione di Neurobiologia (Divisione di Scienze Biologiche).
“Come risultato imprevisto, abbiamo trascorso molti lunghi giorni espandendo lo studio originale e, naturalmente, eseguendo esperimenti di controllo per verificare le affermazioni, i quali hanno portato alle attuali conclusioni”.