Cosa spinge la nostra voglia di cibo e bevande?

Il cuore del centro emozionale del cervello

L'amigdala, una regione cerebrale spesso collegata alle emozioni e al processo decisionale, svolge anche un ruolo chiave nel plasmare il nostro desiderio di mangiare e bere. Una ricerca precedente, condotta dal gruppo di Rüdiger Klein dell'Istituto Max Planck per l'Intelligenza Biologica, ha rivelato che i neuroni del nucleo centrale dell'amigdala collegano il cibo ai sentimenti: associano pasti gustosi a emozioni positive, associano cibi cattivi all'avversione e sopprimono l'appetito in caso di nausea. Il team ha anche dimostrato che modificando l'attività di questi neuroni si può alterare il comportamento, spingendo i topi a mangiare anche quando sono sazi o non si sentono bene.

Sulla base di questi risultati, la nuova ricerca ha individuato gruppi distinti di neuroni nella stessa regione centrale dell'amigdala che rispondono specificamente alla sete e altri che rispondono alla fame, guidati da una complessa rete di segnali molecolari.

"Uno di questi gruppi di neuroni è dedicato esclusivamente alla regolazione del desiderio di bere, il primo 'neurone della sete' che sia stato identificato nell'amigdala", spiega Federica Fermani, che ha guidato lo studio. "Quando abbiamo attivato questi neuroni, i topi hanno bevuto di più, mentre quando abbiamo soppresso la loro attività, i topi hanno bevuto di meno. Abbiamo anche identificato un altro gruppo di neuroni nella stessa regione dell'amigdala che guida la sete ma svolge anche un ruolo nella regolazione della fame. Questi risultati evidenziano come alcuni neuroni mostrino una notevole specializzazione per comportamenti specifici, mentre altri hanno ruoli più generali nel guidare le scelte di cibo e bevande".

Per esplorare il modo in cui i neuroni del nucleo centrale dell'amigdala regolano il bere e il mangiare, i ricercatori hanno utilizzato strumenti genetici avanzati per studiare l'attività cerebrale dei topi durante la fame, la sete e quando erano già sazi e idratati. Un metodo, chiamato optogenetica, ha permesso al team di attivare neuroni specifici usando proteine sensibili alla luce e un laser sintonizzato con precisione per attivare quelle cellule. Hanno anche utilizzato approcci per silenziare i neuroni, osservando come la loro assenza influenzasse la tendenza dei topi a mangiare o bere. Combinando tutto ciò con nuovi metodi che consentono di monitorare i singoli neuroni in più regioni cerebrali, i ricercatori hanno mappato dove questi neuroni ricevono le informazioni e identificato altre regioni cerebrali con cui comunicano.

Nuove domande

La mappatura dei percorsi utilizzati da questi neuroni per comunicare con altre regioni cerebrali ha rivelato connessioni con aree coinvolte nell'elaborazione di informazioni sensoriali su cibo e acqua, come il complesso parabrachiale. Lo studio ha anche esplorato il modo in cui il cervello bilancia altri fattori, come il gusto, nel modellare il comportamento. Ad esempio, abbinando il sapore di una bevanda meno gradita a una stimolazione mirata dei neuroni dell'amigdala centrale, i ricercatori hanno scoperto di poter modificare le scelte dei topi, trasformando un sapore precedentemente evitato in un nuovo preferito. Poiché la struttura dell'amigdala è simile nei topi e negli esseri umani, i ricercatori suggeriscono che questi risultati potrebbero migliorare la nostra comprensione di come le emozioni e le motivazioni influenzino le nostre abitudini alimentari e di consumo.

"Pulsioni di base come la sete e la fame ci assicurano di mangiare e bere al momento giusto, fornendo al nostro corpo l'idratazione e il nutrimento necessari per sopravvivere", spiega Rüdiger Klein, direttore del Max Planck Institute for Biological Intelligence. "Ma questi stessi circuiti neurali possono anche contribuire alla sovralimentazione o alla sottoalimentazione, a seconda dei segnali che incontrano nel cervello. Scoprendo questi processi, comprendiamo meglio come il cervello valuta emotivamente il cibo e le bevande, impara ad associarli al piacere o all'avversione e come lo sviluppo neurale modella i comportamenti innati e appresi."

Questo lavoro apre le porte a nuove domande, come ad esempio come il cervello bilancia l'appetito, la sete e le emozioni; come sappiamo quando abbiamo mangiato o bevuto troppo poco o troppo poco; come vengono gestiti contemporaneamente bisogni contrastanti; e come questi circuiti sono influenzati in condizioni come l'obesità, l'anoressia o la dipendenza da alcol.