In questo e nel prossimo articolo, vedremo come e perché l'attività fisica esperita in ambiente arricchito promuove una maggiore plasticità cerebrale.
Nella neurogenesi dell'ippocampo adulto, vengono aggiunti alla rete non solo neuriti e sinapsi ma nuovi neuroni, in modo dipendente dall'attività.
A livello comportamentale, gli stimoli che inducono la plasticità includono sia l'attività fisica che quella cognitiva. In entrambi i casi, la neurogenesi dell'adulto viene aumentata, per mezzo di diversi meccanismi a livello cellulare. Nello specifico studio di riferimento[1], […] la locomozione sembra stimolare le cellule precursori, da cui origina la neurogenesi adulta, ad aumentare la proliferazione e il mantenimento nel tempo, mentre l'arricchimento ambientale, così come l'apprendimento, promuove prevalentemente la sopravvivenza dei neuroni immaturi, cioè la progenie delle cellule precursori proliferanti.[…]
Sorprendentemente, questi effetti sono additivi: aumentando il potenziale per la neurogenesi adulta mediante l'attività fisica, aumenta il reclutamento di cellule in seguito alla stimolazione cognitiva in un ambiente arricchito. Il perché, sembra si trovi nel fatto che, la locomozione funzioni effettivamente come un meccanismo di feedback intrinseco, che trasmettere segnali afferenti al cervello.
In natura (tranne che davanti a una TV), non si verifica alcuna separazione tra attività fisica e attività cognitive; l'attività fisica, potrebbe quindi essere oltre che un aiuto a condurre una "vita attiva", un aspetto evolutivamente fondamentale, necessario per fornire al cervello e ai suoi sistemi di adattamento plastico, l'input e il feedback appropriati alla sua crescita.
Mens sana in corpore sano, è un proverbiale luogo comune ma, biologicamente poco capito, nonostante sia di fondamentale importanza, per comprendere come, anche l'attività fa bene al cervello, con un impatto fondamentale per la salute mentale di una società che invecchia. "Attività" ricade - in linea di massima - in due categorie principali: fisica e cognitiva. Entrambi influenzano la struttura e la funzione del cervello, che è stata dimostrata in un caso particolarmente interessante di plasticità cerebrale cellulare: la neurogenesi dell'ippocampo adulto. Nuovi neuroni sono generati per tutta la vita in questa regione fornendo la spina dorsale funzionale per l'apprendimento e la memoria. Recenti studi hanno proposto l'ippocampo e la neurogenesi come bersaglio primario in malattie come la depressione e la demenza. Negli esperimenti sugli animali, sia l'esercizio volontario (corsa sulle ruote) che il paradigma classico dell'arricchimento ambientale stimolano la neurogenesi dell'ippocampo adulto, ma a quanto pare lo fanno con diversi mezzi. Mentre l'esercizio ha un forte effetto induttivo sulla proliferazione delle cellule precursori, l'arricchimento ambientale promuove la sopravvivenza dei neuroni neonati.
Questo porta a un modello semplificato che implica che uno stimolo generico di "attività" come la locomozione induca le cellule precursori a dividere e aumentare il numero di cellule potenzialmente disponibili per un ulteriore sviluppo neuronale, mentre lo stimolo più cognitivo, e quindi più specifico risultante dal l'esposizione alla complessità ambientale e la novità, recluta cellule da questo pool di nuove cellule per una duratura integrazione funzionale. Questo semplice modello è plausibile e spiega molte osservazioni, ma in realtà rappresenta solo una parte del quadro completo.
In primo luogo, entrambi i tipi di attività hanno effetti di sovrapposizione sulla neurogenesi dell'adulto e la distinzione è meno chiara di quanto ipotizza il modello. I paradigmi sperimentali riduzionistici potrebbero quindi ridurre troppo la complessità esistente. Ma in secondo luogo e ancora più importante, ciò che è rimasto in gran parte irrisolto è la relazione e la potenziale interazione tra i due tipi di attività. La presente recensione affronta questo problema elaborando i pensieri presentati in uno studio sperimentale sull'argomento, pubblicato su Frontiers in Neurogenesis (Fabel et al., 2009).
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