Quando pensiamo al cervello, pensiamo subito ai neuroni. Il suo funzionamento, però, dipende anche da altre cellule che collaborano costantemente e contribuiscono a mantenere in equilibrio l’attività cerebrale. Tra queste ci sono gli astrociti, cellule di supporto che nutrono i neuroni, regolano l’ambiente in cui lavorano e partecipano alla comunicazione tra le diverse aree del cervello.

Proprio agli astrociti è dedicato lo studio internazionale appena pubblicato su Nature Communications, cui ha partecipato anche l’Università di Ferrara. Lo studio apre nuove prospettive per comprendere come alcune alterazioni dell’attività cerebrale possano incidere su memoria, attenzione e capacità cognitive.

La professoressa Sarah Beggiato del Dipartimento di Scienze della vita e biotecnologie di Unife, tra le autrici dello studio, spiega: “Questo studio mostra che gli astrociti non sono semplici cellule di supporto, ma possono influenzare in modo diretto il funzionamento dei circuiti cerebrali. In particolare” – continua Beggiato – “abbiamo contribuito a chiarire il ruolo dell’acido chinurenico, una molecola naturalmente presente nel cervello che, quando aumenta, può alterare l’equilibrio tra segnali di attivazione e segnali di controllo nella corteccia prefrontale. Comprendere questo meccanismo è importante perché difficoltà cognitive e disfunzioni corticali sono presenti in diverse condizioni neurologiche e psichiatriche, tra cui schizofrenia e disturbi neurodegenerativi”.

Il lavoro si concentra sulla corteccia prefrontale, una regione del cervello coinvolta in funzioni complesse come la memoria di lavoro, l’attenzione e la capacità di selezionare le informazioni rilevanti. Per funzionare correttamente, questa area deve mantenere un delicato equilibrio: alcuni neuroni “accendono” l’attività dei circuiti, mentre altri agiscono come un freno, impedendo che i segnali diventino eccessivi o disordinati.

Lo studio mostra che, nei modelli sperimentali analizzati, un’aumentata attività degli astrociti può favorire la produzione di acido chinurenico, una molecola neuroattiva naturalmente presente nel cervello. L’acido chinurenico deriva dal metabolismo del triptofano, un amminoacido essenziale introdotto con la dieta. Quando i livelli di acido chinurenico aumentano troppo, questa molecola può ridurre l’attività di specifiche cellule nervose che normalmente aiutano a regolare e contenere l’attivazione dei circuiti cerebrali. Il risultato è un’alterazione del delicato equilibrio della comunicazione tra cellule, con effetti osservati su alcune prestazioni cognitive. In altre parole, se il “freno” dei circuiti corticali si indebolisce, le informazioni possono essere elaborate in modo meno ordinato ed efficiente.

“La parte sperimentale ha permesso di osservare come la modulazione di questo meccanismo incida su funzioni cognitive specifiche nei modelli murini”, aggiunge Edoardo Tiziani, dottorando Unife e coautore dello studio. “In particolare, i risultati indicano un legame tra l’aumento di acido chinurenico, l’alterazione dell’attività dei circuiti della corteccia prefrontale e alcune difficoltà legate alla memoria e al filtraggio degli stimoli”.

Queste alterazioni possono incidere su alcuni processi fondamentali per il funzionamento cognitivo. In particolare, uno squilibrio nell’attività dei circuiti della corteccia prefrontale può compromettere la capacità di mantenere e utilizzare informazioni per brevi periodi, riconoscere la sequenza temporale degli eventi e filtrare correttamente gli stimoli esterni. Si tratta di funzioni essenziali per l’adattamento all’ambiente e spesso coinvolte nelle condizioni neurologiche e psichiatriche caratterizzate da deficit cognitivi.

Un aspetto particolarmente rilevante dello studio è il passaggio dalla semplice osservazione del fenomeno alla verifica del meccanismo. Nei modelli sperimentali, riducendo la produzione di acido chinurenico, alcune alterazioni dei circuiti cerebrali tendevano a normalizzarsi e le prestazioni cognitive miglioravano I risultati, seppur preliminari, offrono nuove indicazioni per la ricerca su patologie caratterizzate da alterazioni cognitive e disfunzioni della corteccia cerebrale. Tra queste rientrano condizioni psichiatriche e neurologiche in cui memoria, attenzione e capacità di elaborare le informazioni possono risultare compromesse.