La paura può sfumare la distinzione tra pericolo e sicurezza

• Negli esperimenti sui topi, le rappresentazioni cerebrali degli ambienti pericolosi e sicuri diventavano meno distinguibili
• La sovrapposizione dei ricordi potrebbe accelerare il recupero del ricordo di una minaccia, ma ridurre la precisione della risposta
• Non è ancora stato stabilito se lo stesso meccanismo sia coinvolto nell’ansia e nel PTSD negli esseri umani

Paura e memoria: perché un ambiente sicuro può sembrare pericoloso

Il cervello deve riconoscere le minacce, ma a volte la paura si manifesta anche quando non c’è un pericolo immediato. Un nuovo studio propone una possibile spiegazione di questa discrepanza: la paura potrebbe non accentuare la distinzione tra i ricordi di esperienze sicure e pericolose, ma, al contrario, renderla più sfumata. Ciò cambia l’interpretazione abituale di come la memoria ci aiuti a orientarci di fronte alle minacce e solleva una nuova domanda sul prezzo di una rapida reazione di difesa.

Lo studio è stato condotto da ricercatori del Centro di ricerca Douglas dell’Università McGill e dell’Università di Toronto Scarborough. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Neuroscience. Gli autori hanno studiato non le reazioni umane, ma l’attività cerebrale di topi addestrati ad associare un ambiente al pericolo e un altro alla sicurezza. Le conclusioni sull’ansia e sul disturbo da stress post-traumatico rappresentano quindi, per ora, una possibile spiegazione e non un meccanismo confermato negli esseri umani.

Nel corso degli esperimenti, le rappresentazioni neurali dei due ambienti sono diventate sovrapposte, anziché sempre più distinte. In altre parole, per il cervello era più difficile separare nettamente i ricordi del luogo sicuro da quelli del luogo associato a una minaccia. L’autore senior dello studio, Mark Brandon, ha osservato che la paura potrebbe sfumare il confine tra pericolo e sicurezza, anziché renderlo più netto. Questo non significa che i topi abbiano smesso di distinguere le situazioni sotto ogni aspetto: l’esperimento ha rilevato un cambiamento specifico nei pattern osservabili dell’attività cerebrale.

L’esperimento ha mostrato una sovrapposizione dei ricordi

Per osservare come si formano questi pattern, il team ha combinato un ambiente virtuale con la visualizzazione in tempo reale dell’attività cerebrale. Un’arena appositamente attrezzata permetteva di spostare virtualmente il topo da un ambiente all’altro, modificando i segnali visivi e sonori circostanti. Non era necessario spostare fisicamente l’animale in un altro luogo. Questo approccio ha aiutato i ricercatori a osservare le transizioni tra l’esperienza associata alla minaccia e quella di sicurezza all’interno di un unico sistema sperimentale.

Nel frattempo, microscopi miniaturizzati monitoravano l’attività di centinaia di neuroni nell’ippocampo, una regione cerebrale importante per l’apprendimento e la memoria. Secondo l’autore principale, Robert Roeske, ciò ha permesso di osservare come il cervello passi, istante per istante, da una mappa all’altra, tra ricordi di situazioni pericolose e sicure. I consueti esperimenti sul condizionamento della paura non consentivano di osservare la transizione in tempo reale allo stesso modo. Il metodo ha quindi permesso di collegare il comportamento in un ambiente mutevole alla dinamica dei segnali neurali.

I ricercatori hanno prestato particolare attenzione all’ippocampo ventrale, una parte dell’ippocampo coinvolta nell’elaborazione di esperienze emotivamente significative, tra cui la paura e l’ansia. Proprio in quest’area, la sovrapposizione delle rappresentazioni potrebbe favorire il rapido recupero del ricordo di una minaccia. Questa osservazione descrive una possibile funzione dell’attività cerebrale nei topi, ma non dimostra che una singola area cerebrale possa spiegare da sola disturbi complessi negli esseri umani. Il valore dei risultati risiede nel legame proposto tra i ricordi di situazioni diverse e la rapidità con cui si attiva una risposta difensiva.

La protezione rapida richiede un compromesso

La sovrapposizione tra i ricordi di ciò che è sicuro e di ciò che è pericoloso può sembrare a prima vista un difetto. Tuttavia, gli autori ipotizzano che questa caratteristica possa avere un significato evolutivo: rappresentazioni sovrapposte permettevano al cervello di recuperare più rapidamente le informazioni su una minaccia precedente. Se il pericolo si presenta davvero, riconoscerlo più in fretta può aiutare l’animale a reagire prima che sia troppo tardi. Nell’esperimento, questa idea serve a spiegare il possibile vantaggio del meccanismo, non a dimostrare che la velocità sia sempre più importante della precisione.

Al vantaggio in termini di tempo si accompagna un compromesso. Quando il cervello privilegia la velocità, può reagire a una potenziale minaccia anche in una situazione innocua. Secondo i ricercatori, nella logica della sopravvivenza un falso allarme può talvolta essere meno pericoloso di una minaccia reale non rilevata. Robert Roeske ha descritto il ruolo dell’ippocampo ventrale come una possibile componente di un sistema che adotta l’approccio «meglio essere prudenti». Tuttavia, gli esperimenti non stabiliscono quanto spesso e in quali condizioni questo costo si manifesti al di fuori del compito di laboratorio.

Questa interpretazione è importante per capire perché la percezione di una minaccia possa manifestarsi anche in assenza di un pericolo immediato. Se le esperienze sicure e quelle pericolose vengono codificate da rappresentazioni neurali parzialmente sovrapposte, il ricordo di una minaccia passata può attivarsi più rapidamente in una nuova situazione. Una reazione intensa, quindi, non significa necessariamente che la persona ritenga consapevolmente pericoloso ciò che la circonda: si tratta di un possibile meccanismo che porta rapidamente a una modalità di difesa. Tuttavia, lo studio non ha verificato questo processo negli esseri umani.

Il legame con l’ansia deve ancora essere verificato

Gli autori collegano l’ipotesi all’ansia e al PTSD, condizioni in cui una vista, un suono o un luogo innocui possono richiamare il ricordo di un evento traumatico e suscitare una forte paura. Ipotizzano che reazioni simili possano essere associate a un’eccessiva sensibilità di un meccanismo di sopravvivenza normalmente utile. Si tratta di una spiegazione prudente: gli esperimenti sui topi non hanno studiato persone con diagnosi né dimostrato che la sovrapposizione dei ricordi sia la causa di questi disturbi. Per verificare direttamente il legame sono necessari studi specifici.

Mark Brandon propone di considerare queste reazioni non necessariamente come un guasto del sistema che separa i ricordi, ma come una versione iperattiva di un normale meccanismo di difesa. In quest’ottica, un possibile obiettivo della terapia potrebbe essere il passaggio troppo rapido dal riconoscimento della sicurezza all’aspettativa di una minaccia. Questo potrebbe orientare le future domande sul trattamento, ma lo studio non ha testato metodi terapeutici e non fornisce motivi per ritenere che un approccio specifico sia già stato convalidato. Per ora, il valore pratico di questa conclusione consiste in una nuova ipotesi da verificare.

Il limite principale dello studio è che gli esperimenti sono stati condotti sui topi. Occorre capire se un meccanismo analogo intervenga nell’ansia e nel PTSD negli esseri umani e in che misura i risultati siano applicabili alle loro esperienze. La ricerca è stata sostenuta dagli Istituti di ricerca sanitaria del Canada e dal Consiglio di ricerca in scienze naturali e ingegneria del Canada. Per ora, la conclusione più solida è che nei topi la paura era accompagnata da una distinzione meno netta tra le rappresentazioni neurali della sicurezza e della minaccia, il che potrebbe accelerare il recupero dei ricordi di paura.

Fonte: ScienceDaily