Psicobiologia della Resilienza e della Vulnerabilità

Esperimento sugli animali e disturbo d'ansia

L'esperienza di eventi traumatici e paurosi può causare disturbi d'ansia nell'uomo. La cura di tali disturbi è spesso ostacolata dal ricordo negativo legato all'evento. Alcuni disturbi, come il PTSD, sono associati a un deficit di estinzione.

Ad esempio, Milad ha condotto un esperimento per determinare se l'estinzione di una risposta di paura può essere compromessa nel PTSD e se tale compromissione è correlata a un'attivazione anomala di alcune aree cerebrali coinvolte nel processo di estinzione, come l'amigdala, l'ippocampo, la vmCPF e la corteccia cingolata anteriore dorsale.

Lo studio è stato condotto utilizzando la fMRI. Nei soggetti affetti da PTSD, rispetto ai soggetti sani, si osserva un'attivazione molto...

fortedell'amigdala. In seguito ad un protocollo di condizionamento alla paura (presentazione immagini negative associate a delle luci) e di estinzione, si misura la paura tramite la conduttanza cutanea, in modo da correlare quanto avevano paura con quali aree cerebrali si attivavano. Si va a vedere se lo stesso protocollo di fear conditioning e di estinzione è processato uguale nel cervello di un soggetto normale e di uno con PTSD. Il primo giorno viene fatto il condizionamento, poi l'estinzione per un solo CS, il giorno dopo viene valutata l'estinzione. Si somministrano due luci, quella che prima era stata condizionata e poi estinta e quella che era stata solamente condizionata, e si va a vedere se c'è una differenza tra luce estinta e luce non estinta, in termini di risposta di paura e dell'attivazione delle aree cerebrali (la riattivazione delle luci avveniva associandole ad immagini non negative). Abbiamo reso uguale l'acquisizione della paura e l'estinzione.

Se ci sono differenze dipende dal fatto che un soggetto aveva PTSD e uno no, in quanto i due soggetti processano queste memorie emotive in maniera diversa. In rosso sono i soggetti con PTSD, in nero i soggetti normali. La differenza sta nell'attivazione della PF e dell'amigdala, come ci aspettavamo.

I PTSD (rossi) hanno una minor attivazione per lo stimolo estinto nella CPF, ma una maggiore nell'amigdala, quindi il bilancio favorisce l'amigdala. Mentre nei soggetti normali (neri) il bilancio è opposto, e in effetti, c'è meno conduttanza cutanea nei soggetti normali con CS e poi estinto, rispetto ai PTSD (questo nel giorno 1, non è significativo).

La chiave sta nel giorno 2, quando si va a vedere se l'estinzione è rimasta o no. C'è solo un gruppo che mostra poca paura, che sono i soggetti normali con lo stimolo estinto (CS+E), quindi qui l'estinzione ha funzionato. Per lo stimolo estinto non hanno paura, per lo stimolo non estinto si.

Nei PTSD l'estinzione è fallita, l'attivazione per il CS è molto minore rispetto ai soggetti normali, in 3 strutture, nella vmCPF dx e sx e nell'ippocampo. A cosa è associato quindi il fatto che l'estinzione abbia successo? Al fatto che si attivi di più la PF, come avevamo visto per i modelli animali, questo potrebbe costituire una correlazione. La cosa determinante è come la PF riesce a inibire l'amigdala. Disturbi d'ansia e persistenza di memorie emotive hanno una prevalenza familiare, suggerendo la presenza di componenti genetiche come fattori di rischio nell'insorgenza di disturbi. Per esempio, il BDNF (polimorfismo val-met) risulta coinvolto nella plasticità sinaptica, e quindi nell'apprendimento alla paura, laddove viene rimosso si verifica un deficit dell'apprendimento dell'associazione CS-US. I portatori delle varianti del BDNF hanno meno plasticità nell'ippocampo e hanno piùdifficoltà nell'apprendimento, però magari sono più tranquilli. Se invece ci sono difficoltà anche nell'estinzione allora torna ad essere un problema, inquanto la risposta alla paura rimane attiva. È un gene che fa tantissime cose contemporaneamente, quindi non è portatore solo di un sintomo. Lezione 4 Il paradigma di condizionamento alla paura richiede l'abilità che uno stimo sicuro o uno minacciosi vengano ricordati, e che vengano estinti una volta che non esistono più. Come abbiamo visto, queste abilità sono danneggiate nei disturbi d'ansia come il PTSD e le fobie, e i trattamenti comportamentali per questi disturbi si basano sui principi dell'apprendimento dell'estinzione. Capire quali sono gli effetti dell'allele Met del gene BDNF in queste forme di apprendimento può aiutarci a capire quali sono le componenti di rischio per i disturbi d'ansia. ES. L'obiettivo di questo studio

era quello di testare se il genotipoVal66Met potesse avere un impatto sull'apprendimento dell'estinzione in un modello animale, e se tale scoperta potesse essere estesa anche alla ricerca sull'uomo.

Si fa un fear conditioning sia nel topo che nell'uomo, e poi si mette in atto il protocollo d'estinzione e si vanno a vedere le risposte all'inizio (early) e alla fine del protocollo (late).

All'inizio tutti e tre i genotipi (val/val, val/met, met/met) hanno uguale livello di freezing, la risposta all'estinzione invece cambia. Si vede che i Met/Met non mostrano una diminuzione della risposta di paura considerevole, cosa che invece è evidente nei Val/Val.

Quindi può esistere un polimorfismo in grado di giustificare una differente risposta all'estinzione. Se l'estinzione è deficitaria, la paura che si instaura diventa più radicata e difficile da rimuovere o modificare. Sono stati fatti anche degli studi di imaging su questi soggetti,

caso del ratto) si osserva un aumento dell'estinzione della paura. Inoltre, l'inibizione del BDNF nella vmCPF o nell'infralimbica impedisce l'estinzione della paura. Questi risultati suggeriscono che il BDNF svolge un ruolo chiave nel processo di estinzione della paura. Inoltre, studi hanno dimostrato che il BDNF è coinvolto anche nella plasticità sinaptica e nella neurogenesi nell'ippocampo. Questo suggerisce che il BDNF potrebbe essere coinvolto anche nella formazione di nuovi ricordi e nell'apprendimento. In conclusione, il BDNF svolge un ruolo cruciale nella regolazione dell'estinzione della paura e potrebbe essere un bersaglio terapeutico promettente per il trattamento dei disturbi legati all'ansia e al trauma.caso animale), dovrei favorire l'estinzione.
Grafico A: somministrando BDNF prima dell'estinzione e DOPO l'associazione, vedo un forte abbassamento della risposta alla paura.
Grafico B: dopo l'associazione, anche se non metto in atto l'estinzione, ma inietto solo BDNF, la risposta alla paura si abbassa lo stesso.
Grafico C: se l'iniezione viene fatta prima dell'associazione, il BDNF non produrrebbe nessun effetto.
Se ne ricava che il BDNF è importante nella corteccia prefrontale, che ha compito poi di attivare o inibire l'amigdala.
ES. L'azione del BDNF la possiamo vedere anche guardando il reinstatment, nel quale, dopo un protocollo di estinzione, gli si danno un po di shock che riattivano la memoria relativa a questi, quindi è un modo per far tornare su il freezing e dimostrare che la traccia originaria di paura non era sparita, ma si era affiancata a quella dell'estinzione. Quindi si riattiva la memoria di paura dando degli shock.in cui si osserva un aumento significativo dei livelli di BDNF nei topi con estinzione efficace (ext-succ) rispetto a quelli con estinzione meno efficace (ext-fail) (grafico B). Questo suggerisce che il BDNF potrebbe svolgere un ruolo chiave nell'efficacia dell'estinzione della paura nell'ippocampo.quindi i topi dove c'era stata maggior estinzione erano quelli con maggior livello di BDNF nell'ippocampo (grafico B). E' possibile che gli effetti del BDNF siano nell'ippocampo, che innerva la PF? Gli sperimentatori quindi fanno l'iniezione di BDNF nell'ippocampo dopo il fear conditioning (in nero sono gli animali iniettati, in bianco quelli non iniettati), ottennero che l'iniezione nell'ippocampo era efficace e bastava quello, se dopo aver iniettato BDNF nell'ippocampo e inietto anche un bloccante del BDNF nella PF (in grigio), blocco l'effetto positivo del BDNF, se quindi blocco l'azione nella PF non c'è estinzione (grafico C). l'idea è che, per favorire l'estinzione, il BDNF deve essere prodotto dall'ippocampo, ma poi deve anche essere inviato alla PF, se questo invio non avviene non ci sono vantaggi. BDNF ippocampale quindi potrebbe essere un fattore che rende più o meno vulnerabili. Quali altri

Fattori possono essere importanti? I neuromodulatori, che a seconda di quanto sono forti le vieneuromodulatrici posso avere una differenza nell'estinzione. Una prima evidenza è che, andando a vedere il polimorfismo per la serotonina, può venire modificato l'apprendimento dell'estinzione. La noradrenalina, altro importante neuromodulatore, è stato osservato, che in soggetti con PTSD, aveva un'aumentata attivazione noradrenergica. Sappiamo che la stimolazione noradrenergica può favorire il consolidamento dell'apprendimento della paura. Abbiamo visto che se blocchiamo la noradrenalina, possiamo danneggiare il riconsolidamento (propanololo). L'aumento della noradrenalina nei soggetti con PTSD può aumentare l'attivazione della traccia di paura, rendendo più difficile l'estinzione, instaurando una paura patologica? ES. Per verificarlo è stato usato un agonista della noradrenalina (che ha la stessa funzione).

Quindi simuliamo farmacologicamente l'aumento della noradrenalina. Quello che si vede è che se aumentiamo la noradrenalina