Uno studio dell'Università del Massachusetts Amherst identifica l'influenza della dopamina sulla flessibilità cerebrale degli uccelli canori
In uno studio rivoluzionario, un team di ricerca ha dimostrato che la dopamina gioca un ruolo significativo nel modo in cui gli uccelli cantori imparano nuovi suoni complessi. I risultati, pubblicati sulla Journal of Neuroscience con il DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2823-20.2021, forniscono intuizioni sui potenziali meccanismi di apprendimento sensoriale in vari vertebrati, inclusi gli esseri umani.
Il team, guidato da neuroscienziati dell'Università del Massachusetts Amherst e dell'Università del Maryland, ha condotto esperimenti sia in vitro che in vivo, studiando l'apprendimento vocale negli uccelli cantori. Hanno utilizzato la tecnica di clampaggio a cellula intera per studiare l'effetto della dopamina sui neuroni in una ciotola e hanno osservato lo stesso effetto negli uccelli vivi quando la dopamina è stata somministrata.
Secondo i dati della cellula intera, l'attivazione della dopamina diminuisce l'inibizione e aumenta l'eccitazione nei neuroni. Questa attivazione, secondo i ricercatori, rende i neuroni incapaci di adattarsi a nuove canzoni presentate all'animale, sostenendo l'ipotesi del ruolo della dopamina nell'apprendimento sensoriale.
Nei volatili vivi, l'attivazione della dopamina ha causato ai neuroni eccitatori di rispondere di più e ai neuroni inibitori di rispondere di meno quando è stata riprodotta la canzone degli uccelli. Alcuni neuroni nella regione uditiva del cervello degli uccanti cantori contengono un enzima che produce estrogeni e i ricercatori hanno dimostrato che in situazioni sociali, come l'ascolto della canzone degli uccelli o la vista di un altro uccello, questi neuroni producono estrogeni.
I ricercatori hanno anche riscontrato un aumento dell'espressione genica nell'emisfero sinistro, nella parte ventrale della regione uditiva, nei neuroni che esprimono il recettore della dopamina, che riflette il processo di apprendimento e parallela la lateralizzazione del cervello umano per l'apprendimento del linguaggio.
I risultati suggeriscono che la dopamina gioca un ruolo cruciale nell'encoding del suono e nell'apprendimento sensoriale, in particolare negli animali che devono imparare suoni complessi. La ricerca fornisce indizi su come il meccanismo della dopamina potrebbe funzionare in vari vertebrati che devono imparare suoni complessi, come gli esseri umani.
In un'esperimento unico, Macedo-Lima ha sviluppato un test in cui gli uccelli sono stati presentati a un suono casuale seguito immediatamente da un video silenzioso di altri uccelli, concentrandosi sull'associazione tra il suono e la cosa comportamentalmente rilevante, che è un altro uccello nel video. Il team ha sondato le cellule cerebrali degli uccelli vivi e ha osservato lo stesso effetto di quello dell'esperimento in ciotola quando è stata somministrata la dopamina.
La ricerca getta le basi per avanzare nella comprensione delle funzioni della dopamina in un'area del cervello che encode stimuli complessi. Man mano che continuiamo a esplorare i dettagli del ruolo della dopamina nell'apprendimento, potremmo scoprire nuovi modi per migliorare le capacità di apprendimento e potenzialmente trattare i disturbi dell'apprendimento in futuro.
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