La dopamina, un neurotrasmettitore presente nel cervello, è comunemente associata alla sensazione di piacere e alla motivazione. Tuttavia, una recente ricerca condotta dalla Fondazione Champalimaud (CF) ha messo in luce un nuovo aspetto del suo ruolo: la regolazione della lunghezza delle sequenze di movimento. Questa scoperta apre nuove prospettive per il trattamento dei sintomi della malattia di Parkinson (PD), una condizione neurodegenerativa che colpisce milioni di persone in tutto il mondo.
La complessità del movimento e l’impatto della PD
Camminare è un’azione che la maggior parte delle persone compie senza pensarci, ma dietro a questo gesto apparentemente semplice si nasconde un processo complesso che coinvolge diversi sistemi neurologici e fisiologici. Nella PD, la progressiva perdita di neuroni dopaminergici porta a una riduzione della forza e della velocità dei movimenti. Oltre a questi sintomi, si verifica anche un impatto sulla lunghezza delle azioni: una persona affetta da PD potrebbe muoversi più lentamente e compiere meno passi in una sequenza di camminata prima di fermarsi. Il nuovo studio dimostra che i segnali di dopamina influenzano direttamente la lunghezza delle sequenze di movimento, avvicinandoci a nuovi obiettivi terapeutici per migliorare la funzione motoria nella PD.
La lateralizzazione dei sintomi nella PD
“La dopamina è strettamente associata al piacere e alla ricompensa, ed è spesso definita come il neurotrasmettitore del ‘sentirsi bene’”, sottolinea Marcelo Mendonça, primo autore dello studio. “Tuttavia, per gli individui con carenza di dopamina affetti da PD, sono soprattutto i deficit motori a impattare sulla loro qualità della vita. Un aspetto che ci ha sempre interessato è il concetto di lateralizzazione. Nella PD, i sintomi si manifestano in modo asimmetrico, spesso iniziando da un lato del corpo prima dell’altro. Con questo studio, volevamo esplorare la teoria secondo cui i neuroni dopaminergici fanno più che semplicemente motivarci a muoverci, potenziando specificamente i movimenti sul lato opposto del nostro corpo.”
Scoperte illuminanti e la scelta dei lati da parte della dopamina
Per comprendere meglio il ruolo della dopamina, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo compito comportamentale, che richiedeva a topi liberi di muoversi di usare una zampa alla volta per premere una leva e ottenere una ricompensa (una goccia d’acqua zuccherata). Utilizzando l’imaging a un fotone, simile a un microscopio indossabile per i topi, i ricercatori hanno potuto osservare l’attività delle cellule cerebrali in tempo reale nella Substantia nigra pars compacta (SNc), una regione ricca di dopamina profondamente colpita nella PD.
I topi sono stati geneticamente modificati affinché i loro neuroni dopaminergici si illuminassero quando attivi, grazie a una proteina speciale che emette luce sotto il microscopio. Ciò ha permesso di osservare quali neuroni si attivavano in risposta al movimento o alla ricompensa.
Neuroni dopaminergici e movimento
I ricercatori hanno scoperto che i neuroni eccitati dal movimento si attivavano di più quando il topo usava la zampa opposta al lato del cervello osservato. Inoltre, l’attività di questi neuroni sembrava codificare la lunghezza delle sequenze di movimento (il numero di pressioni della leva).
La perdita di dopamina e l’effetto sul movimento
Per studiare come la perdita di dopamina influenzasse il movimento, i ricercatori hanno utilizzato una neurotossina per ridurre selettivamente le cellule produttrici di dopamina su un lato del cervello del topo. Questo metodo simula condizioni simili alla PD, dove i livelli di dopamina diminuiscono e il movimento diventa difficile. Hanno scoperto che ridurre la dopamina su un lato portava a meno pressioni della leva con la zampa opposta, mentre la zampa sullo stesso lato rimaneva inalterata, fornendo ulteriori prove dell’influenza specifica della dopamina sul movimento.
Implicazioni e direzioni future
Rui Costa, autore senior dello studio, commenta: “I nostri risultati suggeriscono che i neuroni dopaminergici legati al movimento fanno più che fornire una motivazione generale a muoversi: possono modulare la lunghezza di una sequenza di movimenti in un arto controlaterale. Al contrario, l’attività dei neuroni dopaminergici legati alla ricompensa è più universale e non favorisce un lato rispetto all’altro. Questo rivela un ruolo più complesso dei neuroni dopaminergici nel movimento di quanto precedentemente pensato.”
Costa riflette: “I diversi sintomi osservati nei pazienti con PD potrebbero essere forse correlati a quali neuroni dopaminergici vengono persi, ad esempio quelli più legati al movimento o alla ricompensa. Questo potrebbe potenzialmente migliorare le strategie di gestione della malattia che sono più personalizzate al tipo di neuroni dopaminergici persi, specialmente ora che sappiamo che ci sono diversi tipi di neuroni dopaminergici geneticamente definiti nel cervello.”
Questa ricerca rappresenta un passo importante nella comprensione del ruolo della dopamina e apre la strada a nuove strategie terapeutiche per il trattamento della malattia di Parkinson, con l’obiettivo di migliorare la qualità della vita dei pazienti affetti da questa patologia.
