Un team dell’Università di Ginevra e del Politecnico di Zurigo ha dimostrato come la regione cerebrale nota come locus coeruleus gestisca il passaggio da uno stato di concentrazione focale a una maggiore consapevolezza globale.
Come fa il nostro cervello a passare da uno stato di concentrazione focale a uno stato di allerta globale? Uno studio condotto da neuroscienziati dell’Università di Ginevra, in collaborazione con il Politecnico di Zurigo, dimostra che una regione del cervello chiamata locus coeruleus (LC) e il neurotrasmettitore noradrenalina agiscono come conduttori, riorganizzando le funzioni cerebrali in base alle esigenze di concentrazione del momento. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Neuroscience, dimostra che il modo in cui i neuroni del LC si attivano consente al cervello di passare da uno stato di concentrazione a un altro.
Questa scoperta permette di comprendere meglio il funzionamento del cervello sano e la cognizione umana e potrebbe influenzare gli approcci volti a ottimizzare le prestazioni e il benessere.
Come fanno gli atleti a raggiungere la concentrazione necessaria per praticare il loro sport? La risposta sta nella straordinaria capacità del cervello di concentrarsi su un singolo compito eliminando le distrazioni. Questo fenomeno, noto negli ambienti sportivi come "essere nella zona", non è solo un’abilità essenziale per gli atleti, ma anche per chiunque debba affrontare un compito difficile, come sostenere un esame o padroneggiare uno strumento musicale. A volte, però, è anche necessario essere pienamente consapevoli di ciò che ci circonda, soprattutto quando si tratta di individuare potenziali pericoli.
Una struttura minuscola
I neuroscienziati dell’Università di Ginevra e dell’ETH hanno studiato cosa permette al cervello di passare da questa intensa concentrazione focale a una maggiore consapevolezza globale. Il team di ricerca si è concentrato sulla noradrenalina - un neurotrasmettitore noto per essere coinvolto nella regolazione dell’attenzione - rilasciata da una piccola regione situata nel cuore del cervello, chiamata locus coeruleus (LC) e coinvolta nella percezione dell’ambiente.
Le sue dimensioni ridotte e la sua posizione profonda hanno rappresentato una sfida fin dall’inizio. Nell’uomo è molto difficile da osservare ed è impossibile agire su di esso per prendere il controllo del suo funzionamento con mezzi esterni. Per questi motivi ci siamo rivolti al topo. Il LC è composto da circa tremila neuroni, ma ha una notevole influenza sui settantacinque milioni di neuroni del cervello", spiega Valerio Zerbi, professore assistente presso il Dipartimento di Psichiatria e il Dipartimento di Neuroscienze Fondamentali della Facoltà di Medicina dell’Università di Ginevra, nonché iniziatore dello studio.
Utilizzando tecniche avanzate - come l’optogenetica per manipolare artificialmente i neuroni nel LC dei topi e la fotometria per misurare il rilascio di noradrenalina - è stata esplorata la funzione del LC, in collaborazione con il laboratorio di Johannes Bohacek, professore del Politecnico di Zurigo. La risonanza magnetica funzionale (fMRI) ha fornito la prima prova empirica di come la stimolazione del LC influenzi l’attività cerebrale in diverse regioni.
Una questione di ritmo
I neuroscienziati hanno scoperto che l’attivazione del LC tre volte al secondo a un ritmo "tonico" continuo non ha le stesse conseguenze di quando la stessa frequenza viene erogata solo per un breve periodo, a un ritmo "a raffica". Quando il LC viene attivato a raffica, viene rilasciata più noradrenalina e le funzioni sensoriali del cervello vengono privilegiate. Questa modalità cerebrale permette ai topi di essere più attenti all’ambiente circostante attraverso i loro sensi", spiega Valerio Zerbi.
Al contrario, quando il LC è attivato in modo tonico, viene rilasciata meno noradrenalina dal LC e si attivano regioni cerebrali come la corteccia prefrontale e l’ippocampo. Queste due strutture sono note per l’elaborazione delle informazioni e i processi riflessivi, e quindi per l’intensa concentrazione.
Controllare il locus coeruleus per ottenere risultati
Il segreto degli atleti di alto livello potrebbe risiedere nel controllo del LC, anche se attrezzature all’avanguardia e allenamenti meticolosi fanno certamente parte dell’equazione. Controllando con precisione l’attività del LC, possono passare da uno stato di intensa concentrazione a uno stato di attenzione globale per raggiungere la performance", conclude Valerio Zerbi.
Grazie agli insegnamenti tratti da questo studio, l’imaging cerebrale potrebbe aiutare gli atleti a sfruttare meglio la loro LC per concentrarsi, in particolare utilizzando approcci di neurofeedback, una tecnica che utilizza dispositivi per monitorare l’attività cerebrale in tempo reale e regolarla sulla base di un feedback visivo.
