I ricordi del freddo innescano cambiamenti metabolici in tutto il corpo nei topi

Questo studio innovativo rivela come il cervello memorizzi le esperienze termiche come ricordi in grado di innescare risposte fisiologiche immediate per mantenere l'omeostasi termica. La ricerca affronta una domanda fondamentale sulle interazioni cervello-corpo e sulla capacità dei ricordi di influenzare direttamente la funzione metabolica.

I ricercatori hanno addestrato dei topi mediante condizionamento pavloviano termoregolatoro, esponendoli a temperature di 4°C in contesti specifici, mantenendo al contempo temperature normali di 21°C negli ambienti di controllo. A questo addestramento comportamentale hanno affiancato tecniche avanzate di neuroscienze, tra cui la tecnologia di marcatura degli engram, l'optogenetica e la chemogenetica, per identificare i circuiti neurali coinvolti.

Il risultato principale è stato che i topi riportati negli ambienti associati al freddo mostravano un aumento del consumo di ossigeno, della spesa energetica e dell'espressione genica termogenica nel tessuto adiposo bruno, anche in condizioni di temperatura normale. Questa risposta persisteva per diverse ore ed era accompagnata da un aumento del movimento e della temperatura corporea centrale. L'effetto era specifico per i contesti abbinati al freddo e non semplicemente riconducibile alla novità ambientale.

I ricercatori hanno identificato engram mnemonici sensibili al freddo nell'ippocampo e nell'ipotalamo, che formano reti funzionali durante il recupero della memoria. La riattivazione artificiale di questi insiemi neurali era in grado di riprodurre le risposte fisiologiche osservate durante la reale esposizione al freddo, mentre l'interruzione di questi circuiti impediva il recupero della memoria termica.

Questi risultati dimostrano che i sistemi di memoria possono controllare direttamente le risposte autonomiche e comportamentali dell'intero organismo, consentendo agli animali di anticipare le sfide termiche sulla base di esperienze precedenti. Ciò rappresenta un meccanismo inedito attraverso cui il cervello prepara il corpo ad affrontare le sfide ambientali tramite associazioni apprese, offrendo potenzialmente nuove prospettive sulle risposte metaboliche adattive e sui disturbi della termoregolazione.