Quando il cane di Ivan Pavlov sentì il suono di una campana, il cucciolo iniziò a salivare in attesa della sua cena. Quando i topi della professoressa Mary Torregrossa sentirono un tono simile, bramarono la cocaina. Almeno alcuni lo fecero, prima che Torregrossa e i suoi colleghi riscrivessero i loro ricordi.
Torregrossa studia psicologia della tossicodipendenza e recidive presso la Facoltà di Medicina dell'Università di Pittsburgh (dove è anche professore associato di psichiatria). In un nuovo studio pubblicato il 22 gennaio sulla rivista Cell Reports, Torregrossa e due dei suoi colleghi hanno avviato un esperimento pavloviano in cui un gruppo di topi di laboratorio è venuto ad associare uno specifico segnale audiovisivo alla corsa di un'infusione di cocaina.
Alla fine, il semplice vedere o ascoltare l'indicazione ha indotto i topi a desiderare più cocaina, fino a quando i ricercatori non hanno "cancellato" quell'associazione dal cervello dei topi usando una tecnica di stimolazione neuronale chiamata optogenetica. Improvvisamente, i ratti esposti allo stesso segnale audiovisivo che una volta faceva brillare il cervello con anticipazione non mostravano alcun interesse per l'indizio.
"Era come se non avessero mai visto la cocaina", ha detto Torregrossa a Live Science. "È eccitante, perché c'è la possibilità che, lungo la strada, ci possano essere tecnologie di stimolazione neuronale che potrebbero eventualmente ridurre la brama e la ricaduta motivate dall'indicazione anche negli esseri umani."
Sole eterno della mente dei roditori
Nel nuovo studio, i topi di Torregrossa sono stati collocati uno ad uno in una gabbia speciale con una leva collegata a una pompa. Quando un ratto premette la leva, la pompa diede a quel ratto una piccola dose endovenosa di cocaina. Ogni volta che ciò accadeva, una luce intensa sopra la leva si illuminava per 10 secondi mentre un suono squillante monotono suonava nella gabbia.
Dopo che un ratto ha ripetuto più volte questo rituale, ha detto Torregrossa, la combinazione di luce e rumore è diventata un "segnale" che la corsa di un high di cocaina stava arrivando - un po 'come la famosa campana da cena per cani di Pavlov, ma pronta per l'automedicazione roditori.
Ogni volta che i ratti venivano esposti a questo segnale di luce / suono nelle prove successive, i loro cervelli mostravano ciò che Torregrossa chiamava "stimolo" o "risposta di ricaduta" agli stimoli, e i ratti continuavano a schiacciare la leva "a tassi molto alti", persino quando la leva non li forniva più di cocaina.
Usando minuscoli elettrodi posizionati nel cervello di ciascun roditore, i ricercatori hanno visto che questa bramosa risposta era associata a un'accresciuta attività nell'amigdala di un ratto, un centro di elaborazione emotiva responsabile sia della paura che del piacere. (Questo gruppo di neuroni a forma di mandorla è stato precedentemente collegato anche alla brama negli umani.)
"Successivamente, volevamo vedere se potevamo ridurre artificialmente quelle voglie stimolando il percorso nell'amigdala", ha detto Torregrossa.
Per fare questo, i ricercatori hanno usato una tecnica chiamata optogenetica - un modo per introdurre proteine sensibili alla luce nel cervello di un animale, quindi esponendole a fasci di luce colorati per accendere e spegnere le cellule in modo efficace.
In studi precedenti, gli scienziati hanno usato con successo questa tecnica per impedire ai topi di avere convulsioni epilettiche o renderli assetati al comando. Torregrossa e il suo team volevano usarlo per spegnere le voglie indotte dai loro ratti. Quindi, hanno iniettato i loro ratti con un virus speciale che trasportava proteine sensibili alla luce, che si aprivano al punto di giunzione cellulare dove informazioni sensoriali (come suono e luce) entrano nell'amigdala.
Immergendo quelle cellule in una luce laser a LED blu, i ricercatori hanno potuto controllare il flusso di informazioni negli hub di elaborazione delle emozioni dei topi. In questo caso, ciò significava smorzare il significato dell'indicazione della droga mentre entrava nell'amigdala. Infatti, quando hanno combinato questa stimolazione della luce blu con i familiari segnali pavloviani della droga dei ratti, i ricercatori hanno scoperto che potevano essenzialmente ingannare i roditori nel dimenticare che la combinazione suono / luce aveva a che fare con il piacere di un picco di cocaina. All'improvviso, avevano molto meno interesse a colpire la leva della cocaina nelle loro gabbie.
"Dopo soli 15 minuti di questa stimolazione della luce blu, il comportamento di ricaduta dei ratti è stato notevolmente ridotto", ha detto Torregrossa. "È essenzialmente come se avessimo cancellato i loro ricordi, quindi non hanno più risposto a quel segnale."
Domande "molto futuristiche"
Mentre questa apparente tecnica di cancellazione della memoria è una scoperta affascinante, Torregrossa ha notato che potrebbe essere una soluzione temporanea a un enigma molto più complicato di come la dipendenza altera il cervello. È possibile, ad esempio, che se ai ratti appena riabilitati fosse nuovamente somministrata la cocaina in presenza di quel familiare segnale audiovisivo, i loro impulsi di brama e ricaduta "sarebbero tornati in un colpo solo", come erano prima.
Tuttavia, il successo del team solleva alcune interessanti possibilità per il futuro del monitoraggio e del trattamento della dipendenza, e forse anche dei disturbi cerebrali, nell'uomo. Torregrossa ha affermato di aver iniziato a parlare con i suoi colleghi del dipartimento di ingegneria neurale dell'Università di Pittsburgh sulla vitalità degli impianti neurali che potrebbero monitorare i neuroni dell'amigdala di una persona, quindi essere attivata per sopprimere una brama o una ricaduta.
Tutto ciò è "molto futuristico", tuttavia, ha detto Torregrossa, e - se un tale trattamento è possibile negli esseri umani - è anche impantanato in questioni etiche. Se il tocco di un interruttore può "cancellare" la memoria di un trigger di ricaduta dalla droga, cos'altro potrebbe cancellare? I bei ricordi potrebbero rimanere intrappolati nel fuoco incrociato? Intere persone, luoghi o esperienze potrebbero essere cancellati in piena regola "Eternal Sunshine of The Spotless Mind"?
"Come possiamo influenzare solo i brutti ricordi che non vogliamo causare ricadute - e lasciare tutto il resto da solo?" Chiese Torregrossa. "Fino a che punto della strada andiamo a influenzare i pensieri di una persona?"
