Psicobiologia della Resilienza e della Vulnerabilità 1 Modulo

Psicobiologia della resilienza e della vulnerabilità [1] 01-10

Resilienza: capacità di resistere a eventi esterni, capacità di non sviluppare una certa

patologia; il contrario di vulnerabilità.

Psicobiologia: tutta la tematica viene affrontata cercando di capire se ci sono

processi/fattori biologici che sia all’interno che all’esterno del cervello possano

regolare questa resilienza o vulnerabilità.

> resilienza = < sensibilità all’ambiente esterno

Plasticità: proprietà dei circuiti del cervello di potersi modificare. , sono influssi non

L’esperienza è causa delle differenze anche nei gemelli omozigoti

genetici (epigenetici). Per poter reagire a uno stimolo esterno è necessario che

l’organismo si adatti -> plasticità.

Andando a vedere come il cervello si adatta a condizioni potenzialmente a rischio di

sviluppo di psicopatologia cerchiamo di capire perché in qualcuno effettivamente si

sviluppa una psicopatologia e in qualcun altro no. Cosa succede all’interno del cervello

di chi sviluppa o meno una psicopatologia? Quanto di quello che scopriamo con la

sperimentazione animale può essere esteso all’uomo?

Resilienza: capacità di un metallo di resistere alle forze che vi vengono applicate

(termine che deriva dalla metallurgia). È L’opposto della vulnerabilità

(psicologicamente parlando) e si definisce come “capacità di far fronte a un evento

traumatico in maniera positiva”. La resilienza è sempre attiva, mai passiva e questo fa

sì che anche l’intervento psicologico possa spiegarla. In generale trattasi sempre di

meccanismi attivi sia nell’uomo che negli animali.

Definizione di resilienza di Nestler (2012): La resilienza si riferisce alla capacità di un

individuo di evitare conseguenze sociali, psicologiche e biologiche negative di stress

estremo che comprometterebbero altrimenti il proprio benessere psicologico o fisico.

Werner: fece una ricerca nel 1955 su 700 neonati nelle Hawaii (ricerca longitudinale).

Di questi aveva una coscienza totale date le dimensioni limitate dell’isola e della

popolazione. L’obiettivo era di capire per ciascuno di loro, dati i rischi ambientali

conosciuti e osservabili, in quanti fossero a rischio di sviluppare una psicopatologia in

futuro. Stimò che, potenzialmente, un terzo dei neonati sarebbe potuto incorrere nello

sviluppo di una psicopatologia in futuro (dati i rischi ambientali), ma crescendo in molti

-> erano resilienti rispetto all’ambiente

meno la svilupparono . Werner notava che,

andando avanti nel tempo, anche i bambini che nella prima fase erano considerati

problematici in realtà riuscivano comunque a resistere: magari anch’essi possedevano

un determinato fattore di rischio, ciononostante molti di loro riuscivano a stare in

società senza problemi.

Nascere in un ambiente in difficoltà non è una condanna allo sviluppo di

patologie.

Tutto ciò concettualmente è molto importante, perché fino a qualche anno fa ci si

concentrava solo sui fattori negativi, si cercava di andare alla fonte (es. avere una

situazione familiare negativa). Oggi si guarda invece anche a cosa possa migliorare la

condizione. Nell’ambito degli studi più psicobiologici osserviamo lo stesso

cambiamento di paradigma che si è verificato quando si smise di studiare il solo

effetto delle deprivazioni (es dello scimmiottino abbandonato / deprivazioni sensoriali).

Oggi si guarda invece (Rosenzweig) al paradigma dell’arricchimento ambientale,

ovvero si vuole vedere cosa succede all’animale quando cresce in un ambiente simile

al paradiso terrestre (giochi, ecc.) dal punto di vista neurobiologico.

Esistono fattori protettivi tardivi, dove li cerchiamo? Dove saranno? Come agiscono? Si

cercano nella genetica o nell’ambiente?

Plasticità: capacità di rispondere all’ambiente. Ma se l’ambiente è negativo? Si

possono creare delle fobie, delle paure non controllabili (ad esempio). I neuroni sono

elementi plastici che differiscono da un cavo della luce poiché quest’ultimo funzionerà

sempre allo stesso modo; il neurone, invece, ce lo possiamo figurare come un

interruttore che, una volta acceso, può dare una luce forte o debole, che cambia, che è

. Non è detto che la

plastica e questa è una proprietà fisica del neurone stesso

plasticità sia sempre positiva.

Cos’è cambiato nel cervello di un resiliente? A livello neuroendocrino (rilascio

ormonale e relazione tra circuiti cerebrali e ghiandole che producono ormoni), l’ipofisi

è la ghiandola che controlla il rilascio degli ormoni.

Polimorfismi genetici: varianti dei nostri geni. Il nostro genoma è composto da circa

30000 geni, e un gene è il codice dal quale si può costruire una proteina.

Generalmente se siamo della stessa specie dovremmo avere tutti gli stessi geni, ci

possono però essere delle varianti, ad esempio i gruppi sanguigni. Queste differenze si

chiamano polimorfismi. In genere c’è una forma che possiede il 95% delle persone,

altre forme in percentuali molto minori. Pur avendo il genoma uguale ma con piccoli

varianti, piano piano ci si avvicina all’individuo, l’unico uguale è il gemello omozigote.

Avere un gene diverso solitamente non significa nulla se non in condizioni molto

particolari.

Epigenetica: qualcosa che influisce sui geni cambiando il modo in cui vengono letti,

senza che venga cambiata la loro sequenza: lo stesso gene può essere letto di più o

letto di meno. Il fattore epigenetico non è ereditato, può essere attivato dall’ambiente.

L’ambiente influenza il come vengono letti i geni. Perché attivare un certo gene

dovrebbe rendere resiliente? Perché questi possono andare a modificare la struttura

del neurone stesso.

Risposta allostatica: risposta attiva che permette una certa stabilità. Se per esempio

sono in una condizione di stress, metto in atto una risposta attiva che mi permetta di

essere resiliente all’agente stressogeno e di rimanere quindi in uno status

biologicamente precedente alla comparsa dell’evento stressogeno stesso. È volto al

mantenimento dello stato generale dell’individuo.

Psicobiologia della resilienza e della vulnerabilità [2] 07-10

Sappiamo che ci sono aree cerebrali diverse cono volte in funzioni diverse. Questo

perché c’è una distribuzione specifica di competenze del cervello. Per cercare dove

avvengono gli apprendimenti, dove avviene la plasticità, non è che dobbiamo cercare

in tutto il cervello, possiamo invece focalizzarci in determinate aree in funzione di cosa

vogliamo apprendere (es, apprendimento di un percorso). Per lo più la plasticità deriva

da modifiche a livello sinaptico. I punti di contatto tra i neuroni e le sinapsi sono quelli

che possono andare più facilmente incontro a modificazioni in funzione

dell’esperienza. La modifica delle sinapsi porterà alla modifica del circuito. Quando

parliamo di circuito intendiamo un insieme di neuroni che si connettono tra di loro.

L’azione di questi circuiti (che possono essere locali o in aree distanti capaci di

comunicare tra loro) è ciò che costruisce la nostra realtà: non è assolutamente detto

che la realtà sia esattamente quella che noi riproduciamo nel cervello, quello che

percepiamo è l’attività prodotta dai nostri neuroni (es. illusioni visive).

È importante analizzare lo sviluppo perché i circuiti si formano maggiormente durante

determinate fasi di alta sensibilità all’esperienza. La plasticità diviene quindi ancora

più importante. Un altro punto importante è quello del come si generano le differenze

interindividuali (perché X sottoposto a uno stress sviluppa una patologia e Y no?). A

livello macroscopico non si notano le differenze interindividuali, non è che

l’organizzazione macroscopica del cervello è diversa, bisogna invece andare a livello

microscopico, sinaptico.

plasticità neurale

Parleremo di (ci sono anche delle sotto categorie) nei termini di

capacità di mutamento dei circuiti in funzione dell’esperienza da un punto di vista più

comprende sia cambiamenti funzionali

ampio, che (stessi neuroni/sinapsi che

cambiamenti morfologico-strutturali.

funzionano di più o di meno), oppure Questa

capacità è importante in caso di patologia per cercare di recuperare il soggetto. I

circuiti si possono modificare, ma per quanto tempo si modificano?

Quando c’è stata una certa esperienza e si è verificato un cambiamento del circuito,

millisecondi a giorni

quanto può durare lo stesso? Da (plasticità a lungo termine). Cosa

attiva la plasticità, come funziona? Ciò che scatena a livello neuronale i fenomeni di

l’attività elettrica dei neuroni.

plasticità è Non è che qualsiasi forma di attività

neuronale dà necessariamente luogo a fenomeni di plasticità, questi avvengono

quando si verificano delle scariche particolari, un pattern di attività elettrica tale da

attivarli. Se, per esempio, andiamo a vedere la scarica che genera uno stimolo

semplice, noteremo che questa non attiva fenomeni di plasticità (differentemente da

uno stimolo complesso). In effetti noi ricordiamo stimoli più salienti, ricchi, collegati a

una sensazione emotiva.

Cos’è per un circuito l’interesse, la salienza? È un’attività potenziata rispetto a un’altra

più debole. Com’è che questa attività riesce a cambiare il circuito? Bisogna che

l’attività si trasformi in qualche cambiamento cellulare, molecolare. In altri termini,

occorre che ci sia un’attivazione di fattori cellulari, molecolari, di lettura di geni e

creazione di proteine che deve mediare questa plasticità.

plasticità sinaptica)

La plasticità può avvenire a livello sinaptico ( –può essere sia di

aggiunta di sinapsi che di eliminazione delle stesse- o tramite variazioni su grande

(crescita dell’assone)

scala del neurone o, ancora, tramite variazioni di cambiamenti a

livello ormonale. Oltre al livello di sinapsi / di morfologia dei neuroni, è stato ipotizzato

che ci sia una forma di plasticità basata sulla nascita stessa di nuovi neuroni

(neurogenesi). Questa generazione è un qualcosa che in realtà, fino a poco tempo fa,

si pensava non si verificasse nel cervello adulto ma che fosse invece confinato

esclusivamente alla fase embrionale. Si assume ciò perché si pensa ci siano due

specifiche aree del SNC (mucosa olfattiva e nell’ippocampo) in cui possa verificarsi la

formazione di nuovi neuroni anche nell’adulto (neurogenesi dell’adulto), in qualche

modo influenzata dall’esperienza.

La plasticità sinaptica rimane la componente principale. Non tutti i livelli di attività

sono capaci di provocare un fenomeno di plasticità, ci sono delle regole per cui un

certo pattern di attività darà luogo a una modificazione del circuito. La regola che

stabilisce se una certa attività darà luogo a un potenziamento, manterrà invariato o

addirittura darà luogo ad una riduzione del potenziale nasce dai cosiddetti studi sul

(LTP):

potenziamento lungo termine sperimentalmente, per un certo periodo di tempo

si sottopose un circuito nervoso a stimolazioni elettriche registrandone la risposta

(dando un certo stimolo X, avrò una risposta sinaptica di un certo valore). Ripetendo

questa stimolazione per un certo lasso temporale si notò che l’ampiezza della risposta

tendeva a rimanere costante. Se invece per lo stesso tempo si aumentava la

frequenza degli stimoli (1 ogni millisecondo) per poi tornare alla frequenza pre-test, la

risposta era maggiore rispetto a quella della condizione precedente, mantenendosi

costante. Questo esperimento già ci dice che è il tipo di attività, la frequenza, che

genera determinate tipologie di risposta nel neurone. Supponiamo che un certo

neurone ha “visto” qualcosa di interessante e ha generato una risposta ad alta

frequenza, quella via è ora potenziata e dà una risposta maggiorata.

Che succede invece se, giocando con la frequenza di stimolazione, invece che dare un

segnale ad alta frequenza lo do a bassa frequenza? Succede esattamente l’opposto

LTD).

dell’LTP: si dà origine a una riduzione della risposta sinaptica ( Ad esempio, un

neurone che vede sempre lo stimolo “muro bianco” tende ad essere disinibito. In

generale, gli stimoli a bassa frequenza tendono a portare ad una riduzione della

riposta sinaptica a lungo termine, al contrario a un potenziamento. Stimoli a frequenza

media, invece, non porteranno a variazioni.

Meccanismo Hebbiano di plasticità: se c’è l’attivazione simultanea tra il neurone

presinaptico e il post sinaptico si verifica un potenziamento. Se invece il presinaptico si

attiva e il postsinaptico si attiva poco o niente, questo non si sommerà con altri stimoli

dando luogo ad un indebolimento del segnale. Questa ipotesi introduce il fatto che

deve esserci simultaneità tra attivazione presinaptica e postsinaptica . Cosa

simultaneità?

intendiamo con Che finestra temporale è tollerata dai neuroni per dire

che due stimoli possono potenziarsi l’uno con l’altro? Degli studi hanno scoperto una

regola di plasticità dipendente dall’ordine temporale preciso tra presinaptico e

postsinaptico. Questo esperimento si svolgeva così: si mette un elettrodo nel neurone

presinaptico, uno nel postsinaptico e si guarda, dando uno stimolo al presinaptico,

quale sarà la risposta del postsinaptico. Si genera quindi un protocollo che dovrebbe

indurre plasticità durante il quale andiamo a variare l’intervallo tra attivazione

presinaptica e attivazione postsinaptica. Se attivo il postsinaptico prima del

presinaptico (simulando l’attivazione generata da un altro neurone) si possono

osservare due situazioni: se i valori sono positivi, vuol dire che per questo valore di

intervallo c’è stato un potenziamento; al contrario, per altri valori di intervallo, che c’è

stata una depressione. Per avere il potenziamento massimo occorre che il presinaptico

preceda leggermente il postsinaptico. [Spike Timing Dependent Plasticity –slide-]. Se

l’azione del presinaptico avviene in maniera totalmente disgiunta dall’attivazione

corollario:

postsinaptica viene sottoposto al il presinaptico fallisce e va incontro a LTD.

Ci potremmo domandare: come fa dal punto di vista biochimico il neurone a valutare

questi tempi? Notiamo che anche l’LTD se vogliamo è attività dipendente: se non

stimoliamo il neurone l’attività rimarrà neutra. Come fa dunque il neurone a

decodificare il fatto che ci sia un certo tipo di attività o un’altra? In realtà, se il

presinaptico riesce ad attivare il postsinaptico in maniera efficace (simultaneità di

azione) si riuscirà ad ottenere un potenziale di membrana maggiore; un’attivazione più

forte potrebbe sbloccare dei canali voltaggio dipendenti solitamente chiusi: i canali

NMDA (canali sia voltaggio dipendenti che ligando dipendenti). L’apertura di questi

canali innescherà un flusso piuttosto importante di calcio all’interno del neurone. Si

pensa sia proprio questo calcio a generare l’LTP. Al contrario, quando il segnale è di

frequenza più bassa, l’NMDA non si apre e tutto il calcio che potenzialmente sarebbe

potuto entrare non entra o entra meno. In altre parole, il neurone attiverebbe via

diverse a seconda che ci sia un alto o un basso ingresso di calcio.

Noi studiamo questa plasticità come base dell’apprendimento. Gli esperimenti visti

prima sono molto semplificati rispetto al funzionamento del cervello. Nelle memorie

emotive, in particolare nelle memorie di paura, è estremante importante il fenomeno

dell’apprendimento: se in un certo ambiente X riceve una scossa, da allora in poi è

giusto che abbia paura di entrare nello stesso ambiente in futuro. Una struttura

amigdala.

fondamentale per questo tipo di apprendimento è l’ Questa si attiva per una

serie di stimoli sensoriali che hanno delle caratteristiche: devono essere stimoli

attivanti da un punto di vista emotivo (es, forte rumore). Vero anche che l’attivazione

dell’amigdala non per forza è mediata solo da stimoli “forti”: accoppiando un suono di

moderata intensità a un debole shock elettrico, è probabile che alla presenza

successiva del suddetto suono si verifichi l’attivazione dell’amigdala. Qui vediamo un

aspetto comportamentale (il suono mi fa paura) strettamente associato a una certa

attivazione neuronale. Come mai l’amigdala si attiva di più? Stimoli sensoriali deboli

raggiungono comunque l’amigdala, ma vista la loro natura “debole” non si verifica

necessariamente una certa attivazione. Se però sullo stesso neurone dell’informazione

sensoriale debole (es, un suono) arriva simultaneamente anche un’informazione di

dolore, il neurone si attiva molto di più dando luogo all’LTP. Questi cambiamenti

DSPT).

possono perdurare e rimanere sotto forma di paura radicata (causa di La

memoria emotiva è utile quando è specifica: se imparo che dove c’è la tana del

serpente io non devo andare a piedi scalzi, è utile. Se però questa memoria di paura

cambia e si generalizza per tutte le situazioni, si tramuta in una paura eccessiva di

tutto, generando fenomeni di ansia costante o fobie. Questi fenomeni aprono la porta

all’aspetto patologico, lo stesso in cui questi fenomeni si alterano leg