RICERCA ITALIANA     

Plasticità comportamentale e neuroplasticità normale e patologica nell'organismo maturo

Università degli Studi di Roma "La Sapienza"

Abstract

Il cervello adulto è caratterizzato da una plasticità neurale dipendente dall'esperienza che ne permette l'adattamento alle richieste di un ambiente variabile. La neuro-plasticità sta alla base dei processi di apprendimento e memoria, del recupero da danni cerebrali, degli adattamenti patologici che portano a disturbi del comportamento, degli effetti terapeutici di farmaci e della riabilitazione. Il primo passo di questo processo è un cambiamento nell'efficacia sinaptica che dipende dalla neurotrasmissione, mentre cambiamenti a lungo termine richiedono l'espressione di geni e sintesi proteica che conducono a cambiamenti nei pattern di connessione neurale. La ricerca in questo campo è stata ristretta principalmente all'ippocampo, una delle poche aree cerebrali in cui la neurogenesi è mantenuta durante l'intera vita. Tuttavia, prove recenti indicano l'importanza di studiare la plasticità dipendente dall'esperienza in altre aree cerebrali per comprendere meccanismi più specifici alla neuroplasticità nell'organismo maturo. Il progetto proposto persegue questo scopo analizzando a) la neuroplasticità patologica indotta da sostanze d'abuso nelle aree corticali pre-frontali, b) la neuroplasticità legata all'apprendimento di abitudini (habits) prodotti da super-addestramento e c) il ruolo di meccanismi di neuroplasticità attivi nel corso dello sviluppo nella plasticità patologica e nell'apprendimento.

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Stefano PUGLISI ALLEGRA Università degli Studi di ROMA "La Sapienza"

Obiettivo del Programma di Ricerca

L'obiettivo principale di questo progetto di ricerca è l'identificazione di meccanismi neuroplastici attivi nel cervello maturo.

I termini neuroplasticità o plasticità neurale sono usati per indicare una sequenza di cambiamenti nelle risposte chimiche (interazione del neurotrasmettitore con il recettore), elettriche (depressione o potenziamento a lungo termine) e molecolari (attivazione dei fattori di trascrizione e della sintesi proteica), che conducono alla riorganizzazione delle connessioni entro e tra aree cerebrali e a cambiamenti cognitivi e comportamentali stabili. La plasticità neurale è maggiore durante gli stadi precoci di sviluppo ma è un fenomeno ancora rilevante nel cervello maturo. Infatti, cambiamenti neuroplastici sono implicati nella memoria e nell'apprendimento, nel recupero dopo danno cerebrale, nei disturbi patologici del comportamento e negli effetti terapeutici dei farmaci e degli interventi riabilitativi. La comprensione dei meccanismi implicati nella neuroplasticità del cervello maturo è quindi rilevante per la comprensione della plasticità normale e patologica. Ogni Unità coinvolta dal progetto di ricerca analizzerà a fondo uno specifico meccanismo neuroplastico utilizzando un appropriato modello preclinico nel topo di laboratorio.

Nelle fasi precoci dello sviluppo il cervello è preparato a ricevere particolari classi di informazioni dall'ambiente durante una specifica finestra temporale che corrisponde >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

I processi neuroplastici che coinvolgono il cervello maturo sono legati all'apprendimento e alla memoria, al recupero funzionale, agli effetti terapeutici di farmaci e riabilitazione ma anche agli effetti a lungo termine dell'esposizione a sostanze d'abuso.

Dati molto recenti suggeriscono l'ipotesi che il consumo cronico di droga sfrutti la plasticità del circuito corticostriatale, il circuito formato dalle aree interconnesse del caudato dorsale, nucleus accumbens (NAc) e corteccia frontale (Everitt & Wolf, 2002). E' stato dimostrato che le sostanze d'abuso modificano due forme di plasticità sinaptica dipendente dall'attività, definite potenziamento a lungo termine (PLT) e depressione a lungo termine (DLT), i modelli cellulari più studiati di apprendimento e memoria (Nestler, 2002). Le sostanze d'abuso e l'esperienza mostrano la capacità comune di indurre l'espressione di differenti classi di geni precoci (immediate early genes, iEG) (Ostrander et al., 2003, Willuhn et al., 2003)) attraverso il fattore di trascrizione CREB (calcium and cAMP response element (CRE)-binding protein) (Nestler, 2002). Infine, è stato mostrato che il trattamento ripetuto con sostanze d'abuso altera l'arborizzazione dendritica e la densità delle spine in aree cerebraliche fanno parte del sistema cortico-striatale, conducendo alla riorganizzazione dei pattern di connessione sinaptica.Inoltre, un'aberrante plasticità indotta da sostanze d'abuso può alterare la plasticità dipendente >>>