Il nucleo soprachiasmatico, o SCN, è considerato il “master clock” del corpo umano. La comprensione del SCN è fondamentale per svelare i segreti dell’orologio interno del corpo.
Il nucleo soprachiasmatico è la fonte dei nostri ritmi biologici innati, coordinando una serie di processi fisiologici ai livelli ambientali di luce e buio. Nonostante la sua importanza, in passato si sapeva poco su come quest’area del cervello riceve e sintetizza le informazioni. Tuttavia, gli scienziati stanno iniziando a capire meglio il funzionamento dei nostri orologi interni grazie a un nuovo studio che utilizza una neurotossina proveniente da una fonte sorprendente: il pesce palla.
I tempi del cervello
Quando la retina percepisce la luce, trasmette le informazioni ai centri di visione del cervello. Tuttavia, inviano messaggi anche a un’area dell’ipotalamo chiamata nucleo soprachiasmatico. Situata appena sopra il chiasma ottico, questa piccola sezione dell’ipotalamo è appaiata (una per lato) e ha la forma di un’ala. Come la maggior parte delle aree del cervello, il SCN è ricco di neuroni. Questi neuroni ricevono i segnali dagli occhi, li elaborano e inviano segnali che mantengono il cervello e il corpo in perfetta sintonia.
Il nucleo soprachiasmatico è intimamente coinvolto nella produzione e nel rilascio di ormoni, nel ciclo sonno-veglia, nella regolazione della temperatura e in una serie di altri importanti compiti fisiologici. Quando quest’area è compromessa, come nel caso di patologie cerebrali degenerative come il morbo di Alzheimer, il risultato è un’alterazione del ritmo circadiano e la conseguente perdita dei normali schemi del sonno.
L’SCN e gli orologi interni
Purtroppo è stato difficile determinare con esattezza il funzionamento del SCN, perché il suo complesso intreccio è collegato a diverse attività. Ogni cellula di quest’area del cervello genera un proprio ritmo ad ogni “tic-tac” dell’orologio interno del corpo. Questi ritmi, detti “micro-ritmi”, si sommano per controllare il ritmo biologico in vari modi. In assenza di luce, la ghiandola pineale è indotta a produrre melatonina, mentre in presenza di luce il cervello induce le ghiandole surrenali a produrre cortisolo. Questi ormoni interagiscono anche con il metabolismo, permettendo all’organismo di coordinare le attività con la veglia e il sonno. Il costante impegno del SCN rende difficile misurare l’attività a causa del costante “rumore”.
Pesce palla e attività cerebrale
Per isolare l’attività del nucleo soprachiasmatico, gli scienziati hanno utilizzato una neurotossina del pesce palla per bloccare la comunicazione da e verso la regione. Questa tossina blocca i canali del sodio negli assoni nervosi, impedendo loro di inviare messaggi ad altre aree del cervello. Quando l’ingresso e l’uscita dal SCN sono stati bloccati, l’attività oscillante a impulsi di quest’area del cervello è diventata caotica e imprevedibile. Quando la neurotossina è stata rimossa, il nucleo soprachiasmatico ha ripreso a oscillare secondo uno schema prevedibile. Sembra che siano i neuroni al centro dell’organo a stabilire il ritmo, inviando messaggi in modo schematico ai neuroni intorno a loro e, in misura minore, a quelli successivi.
Cosa significa questo per la futura ricerca cronobiologica? Ora che gli scienziati hanno compreso il modo in cui i neuroni del SCN sono collegati, saranno in grado di capire meglio come questa parte enigmatica dell’ipotalamo governa gran parte della nostra fisiologia. Questa comprensione, a sua volta, può portare a trattamenti migliori per le persone che soffrono di disturbi del ritmo circadiano e di altri disturbi influenzati da questa piccola sezione del cervello.
