Riassunto:
Le ultime ricerche condotte da ricercatori scientifici dimostrano che la pratica ripetuta da sola non è sufficiente per garantire la padronanza di una nuova abilità. I movimenti appena praticati devono essere stabilizzati attraverso il processo di consolidamento della memoria dopo l'allenamento.
Un gruppo di ricerca scientifica nel campo della fisiologia del cervello dell'iperrete presso l'Università di Tohoku in Giappone ha recentemente scoperto in esperimenti sui topi che la stimolazione del nervo vago dopo l'allenamento può consentire agli animali da esperimento di mostrare effetti di apprendimento motorio più forti nei prossimi giorni. I risultati rivelano che la comunicazione tra gli organi interni e il cervello può svolgere un ruolo chiave nel modellare le capacità di apprendimento a lungo termine.
Essendo un importante percorso che collega il corpo e il cervello, il nervo vago è responsabile della trasmissione delle informazioni sensoriali viscerali al cervello e dell'emissione di istruzioni cerebrali per regolare le funzioni fisiologiche come la frequenza cardiaca e la digestione. Clinicamente, la stimolazione del nervo vago viene spesso utilizzata per trattare alcune malattie neurologiche. La maggior parte degli studi precedenti si erano concentrati su come questa terapia regola il sistema dei neurotrasmettitori, ma questo ultimo studio ha scoperto un altro percorso attraverso il quale il corpo influenza il cervello.
Nell'esperimento, i ricercatori hanno impiantato elettrodi a micro-cuff nel nervo vago nel collo sinistro dei topi e li hanno addestrati sui movimenti oculari di risposta optocinetica orizzontale dipendenti dal cervelletto. Questo compito richiede che i topi seguano le strisce in movimento in modo più accurato, in modo simile ai movimenti oculari volontari delle persone in piedi sulla piattaforma e che guardano i vagoni del treno che passano. Vale la pena notare che il team di ricerca scientifica ha applicato la stimolazione del nervo vago solo dopo ogni sessione di allenamento. La stimolazione non ha portato a un miglioramento immediato delle prestazioni quando i topi si esercitavano, ma i suoi benefici sono emersi gradualmente nei test successivi e i topi che hanno ricevuto la stimolazione hanno mantenuto un apprendimento e una memoria a lungo termine significativamente più forti per diversi giorni.
Il gruppo di ricerca ha sottolineato che questo risultato indica che la stimolazione neurale post-allenamento mira al processo responsabile della protezione e del consolidamento della memoria motoria dopo la pratica, piuttosto che assistere direttamente nelle prestazioni del compito corrente. Il professor Hiroshi Matsui dell'Università di Tohoku ha affermato che il nocciolo dell'esperimento è che la stimolazione è stata eseguita solo dopo l'allenamento, il che suggerisce che la stimolazione del nervo vago può aprire una potenziale finestra di opportunità per migliorare l'apprendimento rendendo il microambiente cerebrale più ricettivo ai cambiamenti a lungo termine.
Per esplorare i meccanismi fisici e fisiologici sottostanti, il team di ricerca ha utilizzato la fotometria delle fibre per misurare i cambiamenti dinamici nel volume del sangue vicino all'area del floccolo cerebellare che è strettamente correlata al compito di apprendimento. Il monitoraggio ha scoperto che una singola stimolazione del nervo vagale può innescare una risposta bifasica nei vasi sanguigni cerebrali, cioè un aumento ritardato del volume sanguigno locale dopo una breve diminuzione. La stimolazione ripetuta induce oscillazioni ritmiche nel volume sanguigno locale. Anche l’ampiezza di questa fluttuazione del flusso sanguigno è stata cruciale. I topi che mostravano una maggiore ampiezza delle oscillazioni dei vasi sanguigni tendevano a mostrare una migliore ritenzione della memoria nel test di apprendimento del quinto giorno.
Questa associazione suggerisce che la stimolazione del nervo vago può aiutare il consolidamento della memoria in parte rimodellando l'ambiente metabolico attorno ai circuiti cerebrali regolati durante l'allenamento. Chen Junyu, il primo autore dello studio, ha affermato che il cervello umano potrebbe essere influenzato dallo stato interno del corpo molto più profondamente di quanto si immagini. Regolando l'ambiente metabolico del cervello, compreso il movimento vascolare ritmico, potrebbe essere possibile stimolare il potenziale di apprendimento originariamente dormiente in futuro. Il gruppo di ricerca continuerà a ottimizzare il protocollo di stimolazione e a chiarire ulteriormente il meccanismo dell’asse cervello-corpo nel supportare la neuroplasticità a lungo termine.
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