Numero della rivista 21 2022

La mente viscerale. Come cuore e stomaco contribuiscono ai processi cerebrali

• Scritto da Damiano Azzalini

Ritmi gastrici e ritmi cerebrali  

Oltre ai segnali cardiaci, anche i segnali provenienti dallo stomaco sono costantemente monitorati dal cervello. Benché non esistano ancora prove empiriche del legame diretto tra processi cognitivi e segnali gastrici, alcuni esperimenti ne suggeriscono la plausibilità, mostrando come i segnali gastrici strutturino le dinamiche cerebrali. Ricerche recenti hanno rivelato che, mentre si è svegli ma a riposo, l’attività spontanea di aree corticali distanti tra loro segue delle dinamiche comuni (Fox et al., 2005). Queste aree sono cioè più o meno attive allo stesso tempo, un meccanismo che permetterebbe loro di “dialogare” e condividere delle informazioni. Utilizzando la risonanza magnetica funzionale, una tecnica di neuroimaging che permette di registrare un indice indiretto dell’attività dei neuroni con precisione millimetrica, Rebollo e colleghi hanno mostrato come l’attività di alcune aree cerebrali (tra cui la corteccia somatosensoriale e occipitale extra-striata, coinvolte rispettivamente nell’elaborazione di stimoli tattili e di informazioni visive) aumenti e diminuisca secondo un preciso ordine temporale a seconda della fase del ritmo gastrico (Rebollo et al., 2018). Il segnale gastrico svolgerebbe dunque il ruolo di “direttore d’orchestra”: esso organizzerebbe l’attività delle varie aree cerebrali in modo che possano condividere le informazioni che ciascuna possiede. Il ruolo del ritmo gastrico nel coordinamento dell’attività cerebrale è stato corroborato da un altro esperimento. Benché meno precisa spazialmente, la magneto-encefalografia (vedere sezione precedente) permette di registrare direttamente l’attività dei neuroni ogni millisecondo, catturando cambiamenti di attività neurale troppo rapidi per la risoluzione temporale della risonanza magnetica. L’attività neurale non è costante nel tempo, ma fluttua con ritmi specifici che vengono chiamati oscillazioni (o onde) cerebrali. Queste oscillazioni sono prodotte dalla sincronizzazione dell’attività di un insieme di neuroni e sono state associate a vari processi cognitivi, come l’attenzione e la memoria. Pertanto, comprendere i fattori che contribuiscono alle dinamiche dei ritmi cerebrali significa avere una finestra sui i processi cognitivi associati. Uno dei ritmi prevalenti nel cervello umano è il ritmo alfa (α), associato a processi quali la soppressione di informazioni irrilevanti (Jensen & Mazaheri, 2010). Richter e colleghi (Richter et al., 2017) hanno scoperto che l’ampiezza del ritmo alfa, un indice della sincronizzazione tra neuroni, dipende dalla fase del ciclo gastrico, dimostrando come la comprensione più completa delle dinamiche cerebrali passi per la considerazione dei segnali viscerali che ne influenzano l’attività.  

Conclusione

Benché, l’esistenza di un legame tra processi mentali e segnali corporei sia un’intuizione che esiste da secoli, le recenti scoperte neuroscientifiche forniscono una descrizione più precisa di questo rapporto. Inoltre, varie psicopatologie – come la depressione, la dipendenza da sostanze e i disturbi dell’umore – sono caratterizzate da un’alterazione delle risposte cerebrali alle informazioni viscerali. Queste scoperte hanno dunque il grande potenziale di offrire una conoscenza utile per la diagnosi (e magari la cura) di alcune tra queste psicopatologie, che possono ridurre la speranza di vita fino a 17 anni e la cui incidenza aumenta sempre di più nelle nostra società (Prideaux, 2015).  

Glossario

I canali enterocettivi sono i percorsi neurali attraverso cui i segnali viscerali raggiungono il cervello. I segnali viscerali riguardano vari tipi di informazioni: la pressione sanguigna, la distensione dei tessuti e la concentrazione di vari composti chimici. Ciascuna di queste informazioni è rilevata da diversi tipi di neuroni presenti nel cuore, nelle arterie e nello stomaco: i barorecettori (per la pressione), i meccanocettori (per la distensione dei tessuti) e chemiocettori (per le informazioni chimiche). Le informazioni captate da questi neuroni sono poi inviate attraverso il nervo spinale e i nervi craniali (il nervo vago e il nervo glossofaringeo) a varie strutture del tronco encefalico. Da qui i segnali viscerali vengono distribuiti a differenti aree della corteccia cerebrale e ad altre strutture subcorticali per essere integrati in vari processi di regolazione fisiologica ma, come descritto nell’articolo, anche in vari processi cognitivi.

I processi allostatici sono meccanismi neurali che permettono a un organismo di adattare i processi fisiologici per rispondere a nuove esigenze, spesso innescando un cambiamento dell’interazione con l’ambiente. L’accelerazione cardiaca e la riduzione delle contrazioni gastriche, comandate del cervello per addurre più energia ai muscoli e preparare la fuga da un pericolo imminente, esemplificano un tipico meccanismo allostatico.