La teoria dominante nelle neuroscienze è che i circuiti di elaborazione sensoriale nel nostro cervello si definiscano nella prima infanzia e si fissino in seguito. Uno studio pubblicato di recente, tuttavia, ha ribaltato questa teoria ampiamente condivisa e ha suggerito che il cervello rimodella i propri circuiti anche durante l’età adulta, aumentando la precisione della percezione sensoriale.
In uno studio collaborativo, il professor Jaewon Ko del Center for Synapse Diversity and Specificity, Dipartimento di Neuroscienze, Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology (DGIST; Presidente Kunwoo Lee) e il professor Eunji Cheong della Divisione di Scienze della Vita, Yonsei University hanno dimostrato per la prima volta che il “checkpoint sensoriale” del cervello viene riorganizzato in modo elaborato anche durante l’età adulta e che questo processo è essenziale per la percezione sensoriale ad alta risoluzione. Questo studio, che suggerisce un nuovo paradigma secondo cui la maturazione dei circuiti cerebrali continua oltre l’adolescenza fino all’età adulta, è stato pubblicato su Neuron , una delle riviste di neuroscienze più prestigiose al mondo.
La ragione per cui gli esseri umani sono in grado di adattarsi e sopravvivere in ambienti complessi è la nostra capacità di ricevere selettivamente solo le informazioni importanti da altri stimoli. Il nucleo reticolare talamico [1] (TRN), situato nel talamo del cervello, funge da “checkpoint sensoriale” che modula gli stimoli esterni prima che vengano trasmessi alla corteccia cerebrale. Il mondo accademico ritiene da tempo che la struttura di questo checkpoint sia fissa dopo il “periodo critico [2] ” dell’infanzia. Analizzando con precisione le fasi di sviluppo del modello murino, tuttavia, il team di ricerca ha scoperto che i circuiti del TRN vengono riorganizzati durante la transizione dall’adolescenza all’età adulta. Secondo i risultati, alcuni input eccitatori al TRN diminuiscono durante l’età adulta, il che rafforza successivamente la capacità di distinguere sottili differenze tattili. Il team di ricerca ha suggerito che questo cambiamento non è semplicemente un accumulo di esperienze, ma un processo di maturazione proattivo, durante il quale il cervello adulto riadatta i suoi circuiti per ottimizzare il modo in cui elabora le informazioni sensoriali. In altre parole, il cervello “si aggiorna” a livello di circuito anche durante l’età adulta per filtrare i segnali sensoriali non necessari in modo più preciso e ricevere solo le informazioni importanti in modo più chiaro.
Il team di ricerca ha individuato la proteina di adesione sinaptica [3] LRRTM3 [4] come molecola chiave in questo processo. Essa è specificamente distribuita nel TRN, regola con la con precisione le connessioni tra i neuroni e aiuta il cervello a passare alla modalità di percezione sensoriale ad alta risoluzione tipica dell’adulto. Infatti, i topi, a cui era stato rimosso il gene LRRTM3 dal TRN, non presentavano un sufficiente riadattamento dei circuiti, che avrebbe dovuto verificarsi in età adulta. Di conseguenza, la capacità dei topi di distinguere sottili sensazioni tattili era notevolmente ridotta. I risultati dimostrano che la maggiore capacità sensoriale durante l’età adulta non è solo un effetto di apprendimento, ma è direttamente collegata alla riprogettazione dei circuiti basata sulla modulazione a livello molecolare. I risultati di questo studio hanno un significato sociale e industriale. Gli squilibri nell’elaborazione delle informazioni sensoriali sono segnalati come una caratteristica importante in una varietà di disturbi neuropsichiatrici, tra cui il disturbo dello spettro autistico, il disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD) e la schizofrenia. Questo studio ha fornito un riferimento scientifico per comprendere i disturbi sensoriali e cognitivi non come un problema di personalità o comportamentale, ma in termini di maturazione adulta e meccanismi di modulazione dei circuiti dei checkpoint sensoriali (TRN). Inoltre, presentando specificamente l’esistenza della plasticità cerebrale durante l’età adulta, si prevede che questo studio fornirà importanti indizi per l’identificazione di obiettivi terapeutici volti a ripristinare le funzioni sensoriali e cognitive, stabilire strategie di neuromodulazione basate su circuiti e sviluppare tecnologie terapeutiche e riabilitative digitali in futuro. In un’epoca in cui la popolazione sta invecchiando in tutta la società, il declino sensoriale e cognitivo è direttamente correlato alla qualità della vita. Pertanto, questo studio ha un impatto enorme in quanto amplia il potenziale di recupero funzionale anche in età adulta.
[1] Nucleo reticolare talamico: nucleo inibitorio situato tra il talamo e la corteccia cerebrale, che agisce come un “filtro sensoriale” per modulare selettivamente le informazioni sensoriali prima che vengano trasmesse alla corteccia cerebrale
[2] Periodo critico: periodo limitato di sviluppo essenziale per lo sviluppo sano di determinati circuiti o funzioni cerebrali
[3] Proteina di adesione sinaptica: una proteina espressa sulla superficie dei neuroni che svolge un ruolo chiave nel processo di formazione, mantenimento, crescita e morte delle sinapsi.
[4] Proteina transmembrana ripetuta ricca di leucina 3 (LRRTM3): una proteina di adesione sinaptica che modula la formazione e la stabilità delle sinapsi eccitatorie tra i neuroni.
Neuron: “Juvenile-to-adult refinement of thalamic reticular circuits via LRRTM3 enables high-resolution sensory encoding”. DOI: 10.1016/j.neuron.2025.12.020
Antonio Caperna