La durata del giorno influisce sul cervello e sul comportamento: la scoperta sensazionale

I cambiamenti stagionali della luce – giorni più lunghi in estate, più brevi in ​​inverno – sono da sempre associati ai comportamenti umani. Influenzano il sonno, i modelli alimentari e l’attività cerebrale e ormonale. Ora però sembra certo: la durata del giorno influenza i neuroni e altera l’attività cerebrale.

Gli esempi sono innumerevoli. In estate ci sentiamo più energici e i mesi freddi ci stimolano naturalmente a dormire di più. Un esempio eclatante, poi, è il disturbo affettivo stagionale (SAD). Si tratta di un tipo di depressione stagionale correlato alla ridotta esposizione alla luce solare naturale. La sua manifestazione, infatti, si verifica in genere durante i mesi invernali e più spesso alle latitudini più elevate, quando le ore di luce sono poche.

La conferma arriva anche dai trattamenti efficaci contro questo tipo di disturbo. La terapia con luce intensa si è dimostrata un rimedio efficace per il trattamento del SAD. E non solo: si è rivelata efficace anche per la depressione maggiore non stagionale, la depressione postpartum e il disturbo bipolare.

Tuttavia, nonostante questi risultati, il modo in cui i cambiamenti stagionali della durata del giorno e l’esposizione alla luce influenzano e alterano il cervello a livello cellulare rimane ancora oscura anche agli scienziati.

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La durata del giorno influisce sul cervello: lo studio

In un nuovo studio, pubblicato il 2 settembre 2022 su Science Advances, i ricercatori della San Diego School of Medicine dell’Università della California hanno approfondito l’argomento. Hanno utilizzato un modello per illuminare un processo in cui i neuroni colpiti cambiano l’espressione dei neurotrasmettitori in risposta agli stimoli della durata del giorno. E questo meccanismo ha innescato cambiamenti comportamentali.

Il lavoro è stato condotto dall’autore senior dello studio dott. Davide Dulcis, professore associato presso il Dipartimento di Psichiatria della UC San Diego School of Medicine e membro del Center for Circadian Biology presso l’UC San Diego.

Ma cosa si è scoperto? Nascosta all’interno dell’ipotalamo del cervello umano c’è una piccola struttura chiamata nucleo soprachiasmatico (SCN), composta da circa 20.000 neuroni. In tutto, il cervello umano contiene circa 86 miliardi di neuroni e altri 85 miliardi di cellule non neuronali.

Questo nucleo chiamato SCN è il cronometro del corpo. Regola infatti la maggior parte dei ritmi circadiani, vale a dire dei cambiamenti fisici, mentali e comportamentali che seguono un ciclo di 24 ore. Sono proprio questi ritmi che influenzano funzioni importantissime, dal metabolismo alla temperatura corporea al rilascio degli ormoni come la serotonina.

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L’SCN opera in base all’input di cellule fotosensibili specializzate nella retina, che comunicano al nostro corpo i cambiamenti della luce e della durata del giorno.

Su queste conoscenze si innesta il nuovo studio. Dulcis e gli altri ricercatori hanno descritto il modo in cui i neuroni SCN si coordinano tra loro per adattarsi alle diverse lunghezze di luce del giorno, cambiando a livello cellulare e di rete. In particolare, si è scoperto che nei topi, il cui cervello funziona in modo simile agli esseri umani, i neuroni cambiavano nel mix e nell’espressione dei neurotrasmettitori chiave. Questi, a loro volta, alteravano l’attività cerebrale e i successivi comportamenti quotidiani.

Neuroni e cambiamenti stagionali

La ricerca ha anche dimostrato che i cambiamenti stagionali nell’esposizione alla luce alterano il numero di neuroni che esprimono neurotrasmettitori nel nucleo paraventricolare (PVN). Questa è una regione del cervello che svolge ruoli essenziali nel controllo dello stress, del metabolismo, della crescita, della riproduzione, del sistema immunitario e di altre funzioni autonome.

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“La novità più impressionante di questo studio è avere scoperto come manipolare artificialmente l’attività di specifici neuroni SCN e indurre con successo l’espressione della dopamina all’interno della rete PVN ipotalamica”. Sono queste le parole di Dulcis a commento dei risultati raggiunti. La prima autrice Alexandra Porcu, membro del laboratorio di Dulcis, ha completato il pensiero. “Abbiamo rivelato nuovi adattamenti molecolari della rete SCN-PVN in risposta alla durata del giorno nella regolazione della funzione ipotalamica e del comportamento quotidiano”.

“La commutazione multi-sinaptica del neurotrasmettitore che abbiamo mostrato in questo studio potrebbe fornire il collegamento anatomico/funzionale che media i cambiamenti stagionali dell’umore e gli effetti della terapia della luce”.

Gli autori suggeriscono che le loro scoperte forniscono un nuovo meccanismo che spiega il modo in cui il cervello si adatta ai cambiamenti stagionali nell’esposizione alla luce. E poiché l’adattamento avviene all’interno dei neuroni situati esclusivamente nel SCN, quest’ultimo rappresenta un promettente obiettivo per nuovi trattamenti. In particolare, sembra questa la nuova frontiera per i disturbi associati ai cambiamenti stagionali dovuti all’esposizione alla luce.

Un articolo di Alessia Martinelli pubblicato il 7 Settembre 2022 e modificato l'ultima volta il 7 Settembre 2022

Alessia Martinelli

È l’anima social della redazione. Appassionata di salute e benessere, gestisce anche un visitatissimo blog che esplora mode e tendenze del mondo femminile. Pratica yoga, ama la meditazione e ricerca il silenzio interiore.

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