L'esercizio fisico stimola la crescita neuronale e aiuta a dimenticare traumi e dipendenze

Ricercatori dell'Università di Toronto, Canada, e dell'Università di Kyushu, Giappone, hanno scoperto che aumentare la formazione di neuroni e poi riprogrammare i circuiti neurali nell'ippocampo attraverso l'esercizio fisico o la manipolazione genetica aiuta i topi a dimenticare ricordi traumatici o legati alla droga. I risultati, pubblicati sulla rivista Molecular Psychiatry, potrebbero offrire un nuovo approccio al trattamento di disturbi mentali come il disturbo da stress post-traumatico (PTSD) o la tossicodipendenza.

Il PTSD è un disturbo mentale che può essere causato dall'esperienza o dall'aver assistito a un evento traumatico, come un disastro naturale, un incidente grave o un'aggressione. In tutto il mondo, circa il 3,9% della popolazione soffre di PTSD, caratterizzato da ricordi vividi e dall'evitamento di luoghi o persone che ricordano l'evento traumatico. Il PTSD è oggi spesso trattato con terapia o farmaci come gli antidepressivi, ma poiché molte persone non rispondono efficacemente al trattamento, i ricercatori continuano a ricercare trattamenti diversi.

In questo studio sui topi, la professoressa associata Risako Fujikawa della Facoltà di Scienze Farmaceutiche dell'Università di Kyushu, il suo ex supervisore, il professor Paul Frankland dell'Università di Toronto, e il loro team, tra cui Adam Ramsaran, si sono concentrati su come la neurogenesi – il processo di formazione di nuovi neuroni – nell'ippocampo influenzi la capacità di dimenticare i ricordi legati alla paura. L'ippocampo, una regione cerebrale importante per la formazione di ricordi associati a luoghi e contesti specifici, produce nuovi neuroni ogni giorno in una regione chiamata giro dentato.

"La neurogenesi è importante per la formazione di nuovi ricordi, ma anche per dimenticarli. Pensiamo che ciò accada perché quando nuovi neuroni si integrano nei circuiti neurali, si formano nuove connessioni e quelle vecchie vengono distrutte, compromettendo la capacità di richiamare alla mente i ricordi", spiega Fujikawa. "Volevamo vedere se questo processo potesse aiutare i topi a dimenticare ricordi più forti e traumatici."

I ricercatori hanno somministrato ai topi due forti scosse elettriche in condizioni diverse. Inizialmente, i topi sono stati sottoposti a scossa elettrica dopo aver lasciato una scatola bianca illuminata ed essere entrati in un compartimento buio che emanava odore di etanolo. Dopo una seconda scossa elettrica in un ambiente diverso, i topi hanno manifestato un comportamento simile al PTSD.

Un mese dopo, i topi erano ancora timorosi e riluttanti a entrare nel compartimento buio originale, a indicare che non avevano dimenticato il ricordo traumatico. Questa paura si estendeva ad altri compartimenti bui, a indicare una paura generalizzata. Inoltre, i topi esploravano meno gli spazi aperti ed evitavano il centro, a indicare ansia.

I ricercatori hanno poi valutato se questi sintomi del PTSD potessero essere alleviati dall'esercizio fisico, che gli studi hanno dimostrato aumentare la neurogenesi. I topi a cui era stato somministrato il doppio shock sono stati divisi in due gruppi: a un gruppo è stata data una ruota da corsa.

Dopo quattro settimane, questi topi avevano un numero maggiore di neuroni di nuova formazione nell'ippocampo e, cosa importante, presentavano meno sintomi di PTSD rispetto ai topi che non avevano accesso alla ruota da corsa.

Inoltre, consentire ai topi di fare esercizio prima del secondo ictus ha anche impedito lo sviluppo di alcuni sintomi del PTSD.

Tuttavia, poiché l'esercizio fisico influisce sul cervello e sul corpo in diversi modi, non era chiaro se ciò fosse dovuto al rimodellamento dei circuiti neurali dell'ippocampo attraverso la neurogenesi o ad altri fattori. Quindi i ricercatori hanno utilizzato due diversi approcci genetici per valutare l'impatto dell'integrazione di neuroni neoformati solo nell'ippocampo.

Quando i nuovi neuroni nell'ippocampo venivano attivati dalla luce, crescevano più velocemente e mostravano più ramificazioni. Foto: Paul Frankland; Università di Toronto. Innanzitutto, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata optogenetica, che prevede l'aggiunta di proteine fotosensibili ai neuroni di nuova formazione nel giro dentato, consentendo ai neuroni di essere attivati dalla luce. Quando hanno illuminato queste cellule con luce blu, i nuovi neuroni sono maturati più velocemente. Dopo 14 giorni, i neuroni erano cresciuti più a lungo, avevano più ramificazioni e si integravano più rapidamente nei circuiti neurali dell'ippocampo.

In un secondo approccio, il team di ricerca ha utilizzato l'ingegneria genetica per rimuovere una proteina nei neuroni appena formati che ne rallenta la crescita. Ciò ha portato anche a una crescita più rapida dei neuroni e a un maggiore reclutamento nei circuiti neurali.

Entrambi questi approcci genetici hanno ridotto i sintomi del PTSD nei topi dopo un doppio shock e hanno ridotto il tempo necessario per dimenticare un ricordo di paura. Tuttavia, l'effetto è stato più debole di quello osservato con l'esercizio fisico e non ha ridotto i livelli di ansia dei topi.