Il nostro tratto gastrointestinale ospita circa 100 milioni di neuroni: un “secondo cervello”, in costante connessione con quello primario. Non è un caso, quindi, se si dice che certe decisioni si prendono “di pancia”, o che stress e forti emozioni ci fanno sentire le farfalle nello stomaco. Ma c’è di più: lo stomaco infatti sembra coinvolto direttamente anche nella formazione dei ricordi, in particolare – e non c’è da stupirsi – quelli relativi al cibo che mangiamo. È quanto emerge da una ricerca realizzata dalla University of Southern California (Usc), e pubblicata nelle scorse settimane su Nature Communications.
L’asse intestino-cervello
Il collegamento bidirezionale tra l’apparato digerente e il sistema nervoso centrale, noto come asse intestino-cervello, non serve soltanto a regolare la digestione o a segnalare il senso di sazietà. Queste vie nervose inviano un flusso continuo di informazioni chimiche ed elettriche verso le strutture cerebrali preposte all’elaborazione delle emozioni e della memoria.
Al centro di questa fitta rete di segnalazione c’è il nervo vago, il principale canale di trasmissione del sistema nervoso parasimpatico (parte del sistema nervoso autonomo che regola le azioni inconsce). Attraverso i suoi neuroni sensoriali, il nervo vago raccoglie gli stimoli meccanici e chimici provenienti dalla parete dello stomaco – come la distensione gastrica dovuta all’ingestione di cibo o il rilascio di specifici ormoni gastrointestinali – e li veicola verso il tronco encefalico. Da qui, il segnale viene smistato verso regioni corticali e sottocorticali superiori, tra cui l’ippocampo, il centro neurale fondamentale per il consolidamento delle memorie.
Epilessia, l’asse intestino-cervello come nuovo target terapeutico
L’esperimento
Per comprendere come, e in quale misura, la trasmissione degli impulsi provenienti dal nervo vago influenzi i processi cognitivi, i ricercatori della Usc hanno condotto una serie di test su modelli animali. Lavorando su topi, hanno dimostrato che in seguito al consumo di alimenti nutrienti i neuroni che comunicano con l’ippocampo rilasciano livelli elevati di acetilcolina, un neurotrasmettitore che supporta la formazione e il consolidamento dei ricordi. E che la risposta era indotta da segnali provenienti dallo stomaco attraverso il nervo vago.
I ricercatori hanno quindi interrotto selettivamente le connessioni nervose vagali dirette dallo stomaco al cervello, lasciando inalterate le altre funzioni fisiologiche. Di colpo, la produzione di acetilcolina è tornata ai livelli normali. Sottoposti a compiti di riconoscimento spaziale e contestuale legati all’ottenimento del cibo, gli animali a cui era stata interrotta la via vagale hanno mostrato inoltre una marcata difficoltà nel ricordare dove e quando avevano consumato determinati pasti. Evidentemente – scrivono i ricercatori – la mancanza di segnali provenienti dall’apparato digerente ha compromesso la capacità dell’ippocampo di codificare e stabilizzare i ricordi alimentari.
Un meccanismo evolutivo
Le analisi hanno permesso inoltre di stabilire che il sistema mnemonico del cervello sembra rispondere principalmente al contenuto di nutrienti presente nel cibo, e non a quanto questo sia gustoso o palatabile. Somministrando zucchero o grassi ai topi, infatti, si assiste a una forte attivazione dei circuiti cerebrali responsabili della formazione di nuove memorie. Mentre il consumo di alimenti dolci ma poco calorici non suscita la stessa risposta a livello cerebrale.
“Pensiamo che questo meccanismo si sia probabilmente evoluto per aiutare gli animali a ricordare informazioni vitali sulle fonti di cibo”, spiega Logan Lauer, primo autore dello studio. “Ricordare dove spuntano per prime determinate piante in primavera può aiutare gli animali affamati a trovare nutrienti importanti. I segnali provenienti dall’intestino dicono al cervello: ‘Questo pasto ha fornito nutrienti preziosi, quindi ricorda dove e come lo hai ottenuto’”.
I pericoli del junk food
Nonostante zucchero e grassi inducano una forte risposta nell’ippocampo, gli esperimenti dei ricercatori della Usc hanno rivelato che l’esposizione cronica a questi alimenti è in realtà dannosa. I ratti nutriti con una dieta ricca di zuccheri e grassi fin dalle prime fasi della vita hanno mostrato infatti un indebolimento strutturale nella trasmissione dei segnali tra l’apparato digerente e l’ippocampo. E anche dopo essere stati riportati a un regime alimentare sano ed equilibrato, gli animali hanno continuato a presentare una riduzione delle risposte cerebrali legate alla memoria.
Nei test comportamentali coordinati dai ricercatori, questi soggetti hanno ottenuto punteggi nettamente inferiori nei compiti di memoria spaziale, come il riconoscimento della posizione del cibo nel loro ambiente. Questi risultati offrono una spiegazione biologica a fenomeni già noti in ambito clinico: da tempo, infatti, la letteratura scientifica associa l’obesità, le diete di scarsa qualità nutrizionale e i disturbi metabolici come il diabete a un maggior rischio di declino cognitivo. I dati dello studio indicano che l’esposizione precoce e continua al junk food agisce direttamente sulla stabilità del canale di trasmissione vagale, alterando la regolazione dei neurotrasmettitori centrali.
Credit immagine: RDNE Stock project/Pexels
