Apprendimento umano alterato dalla stimolazione elettrica di neuroni dopaminergici

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La stimolazione di una certa popolazione di neuroni all’interno del cervello può alterare il processo di apprendimento, secondo un team di neuroscienziati e neurochirurghi dell’ Università della Pennsylvania. Il  rapporto, pubblicato sulla rivista Journal of Neuroscience, descrive per la prima volta che l’apprendimento umano può essere modificato dalla stimolazione dei neuroni contenenti dopamina in una struttura profonda del cervello nota come substantia nigra. I ricercatori suggeriscono che la stimolazione può  alterare l’apprendimento, polarizzando individui a ripetere azioni fisiche che hanno portato a una ricompensa.

“La stimolazione della substantia nigra, ha portato i partecipanti che hanno ricevuto una ricompensa, a ripetere l’azione che ha preceduto la ricompensa, suggerendo che questa regione del cervello gioca un ruolo importante nel modulare l’ apprendimento associativo basato sull’azione,” ha spiegato il co-autore senior Michael Kahana, PhD, professore di Psicologia dell’ Università della Pennsylvania.

Undici partecipanti allo studio sono stati tutti sottoposti a stimolazione cerebrale profonda (DBS), trattamento per la malattia di Parkinson. Durante la procedura, i partecipanti hanno svolto un gioco al computer. Quando i partecipanti hanno ottenuto un premio derivato dall’ uso di un particolare pulsante, è stato mostrato loro uno schermo verde e un suono di un registratore di cassa (come potrebbe accadere in un casinò).

Quando è stata fornita la stimolazione elettrica alla substantia nigra dopo la ricompensa, i partecipanti tendevano a riutilizzare il pulsante che ha provocato la ricompensa. Questo è accaduto anche quando l’oggetto premiato non era più associato a quel tale pulsante, con conseguente peggiore performance sul gioco in seguito alla stimolazione  (precisione 48 per cento, rispetto a quando la stimolazione non è stata offerta -67 per cento- ).

” Sulla base di precedenti studi in modelli animali, avevamo sospettato che questi neuroni dopaminergici nella nigra substainia – svolgono un ruolo importante nell’apprendimento/ ricompensa, ma questo è il primo studio a dimostrare nell’uomo che la stimolazione elettrica nei pressi di questi neuroni, può modificare il processo di apprendimento” , ha aggiunto il co-autore senior dello studio Gordon Baltuch, MD, PhD, professore di Neurochirurgia presso la Scuola Perelman di Medicina dell’ Università della Pennsylvania. “Questo risultato ha anche possibili implicazioni cliniche, attraverso la modulazione patologica dell’ apprendimento basato sulla ricompensa, per condizioni come l’abuso di sostanze o  ludopatia o per migliorare il processo di riabilitazione in pazienti con deficit neurologici”.

Lo studio è stato sostenuto dal National Institutes of Health (MH55687).

Fonte  Perelman School of Medicine presso l’Università della Pennsylvania via Science Daily