Un determinato cibo, un odore familiare o un sapore particolare possono risvegliare ricordi risalenti a decenni fa. Gli scienziati stanno ora scoprendo che tali associazioni potrebbero non nascere esclusivamente nel cervello: anche i segnali provenienti dall’intestino potrebbero influenzare quali esperienze legate al cibo vengono memorizzate in modo duraturo. Lo studio, condotto da Scott Kanoski, professore di scienze biologiche presso l’USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences, suggerisce che l’intestino potrebbe contribuire alla formazione della memoria, in particolare quando un’esperienza è legata alla ricerca e al consumo di cibo.
Come i segnali provenienti dall’intestino raggiungono il centro della memoria
Lo studio, pubblicato su *Nature Communications*, ha esaminato il nervo vago, una delle principali vie di comunicazione del corpo tra l’apparato digerente e il cervello. È già noto che questo nervo influisce sulla digestione, sull’appetito e sul senso di sazietà. Le nuove scoperte suggeriscono che potrebbe anche trasmettere informazioni che aiutano il cervello a memorizzare i ricordi. In esperimenti condotti sui ratti, i ricercatori hanno scoperto che l’assunzione di cibo ricco di sostanze nutritive aumentava il rilascio di acetilcolina nei neuroni collegati all’ippocampo. L’ippocampo è una regione cerebrale che svolge un ruolo centrale nell’apprendimento e nella memoria.
L’acetilcolina è un neurotrasmettitore che aiuta il cervello a memorizzare nuove informazioni e a formare i ricordi. L’aumento dipendeva dai segnali trasmessi dall’intestino attraverso il nervo vago. Quando i ricercatori hanno interrotto la comunicazione lungo il nervo vago, i livelli di acetilcolina non sono più aumentati dopo l’assunzione di cibo da parte degli animali. I ratti hanno inoltre mostrato maggiori difficoltà nei test in cui dovevano ricordare dove avevano trovato il cibo poco prima.
I nutrienti sono più importanti del gusto dolce
Gli esperimenti hanno inoltre dimostrato che il sistema mnemonico del cervello reagiva al contenuto nutrizionale del cibo e non semplicemente al fatto che avesse un sapore gradevole o dolce. I ratti che assumevano zucchero o grassi mostravano una forte attività nei circuiti cerebrali responsabili della memoria. Al contrario, gli animali a cui venivano somministrati liquidi a basso contenuto calorico o privi di calorie ma dal sapore dolce non mostravano una reazione paragonabile. I risultati suggeriscono che il cervello distingua tra gusto e valore nutrizionale effettivo. Il gusto dolce da solo non era sufficiente ad attivare i circuiti cerebrali legati alla memoria.
«Riteniamo che questo meccanismo si sia probabilmente sviluppato per aiutare gli animali a memorizzare informazioni importanti sulle fonti di cibo», ha affermato il primo autore dello studio, Logan Lauer, dottorando nel laboratorio di Kanoski. Ricordare dove spuntano per prime determinate piante in primavera può aiutare gli animali affamati a trovare nutrienti importanti. I segnali provenienti dall’intestino comunicano al cervello: «Questo pasto ha fornito nutrienti preziosi, quindi ricorda dove e come li hai ottenuti».
Perché i ricordi sui luoghi in cui si trova il cibo sono importanti
Per gli animali in natura, ricordare il luogo in cui si trova una fonte di cibo affidabile può essere fondamentale per la sopravvivenza. Chi sa dove crescono piante ricche di energia, dove si trovano le prede o quali luoghi offrono regolarmente cibo, risparmia tempo ed energia preziosi nella ricerca del cibo. Il cervello ha quindi sviluppato meccanismi che mettono maggiormente in risalto le informazioni particolarmente importanti e le memorizzano a lungo termine. Un pasto che fornisce all’organismo preziose sostanze nutritive può innescare una sorta di feedback biologico tramite segnali provenienti dall’apparato digerente. L’intestino comunica al cervello non solo che il cibo è stato assunto, ma forse anche che tale cibo ha avuto un beneficio particolare.
Attraverso il nervo vago, queste informazioni raggiungono diverse aree del cervello, tra cui l’ippocampo. Quest’ultimo è fondamentale per la memoria spaziale, ovvero la capacità di ricordare luoghi, percorsi e ambienti. In questo modo, dopo una ricerca di cibo andata a buon fine, un animale può tornare in seguito nello stesso luogo in modo mirato. Questo meccanismo potrebbe spiegare perché certe esperienze legate al cibo rimangono particolarmente impresse nella memoria. Un pasto non viene memorizzato isolatamente, ma insieme alle circostanze in cui è stato trovato o consumato: il luogo, gli odori, le impressioni visive e la situazione.
Da un punto di vista evolutivo, questo legame tra intestino e cervello ha senso. Per un animale, un pasto nutriente rappresenta un vantaggio per la sopravvivenza. Il sistema nervoso potrebbe quindi considerare tali informazioni particolarmente preziose e fare in modo che vengano memorizzate in modo prioritario.
Anche negli esseri umani questo meccanismo potrebbe avere un ruolo. Sebbene oggi non cerchiamo più il cibo nella natura selvaggia, molte persone associano comunque determinati piatti a luoghi, persone o fasi della vita particolari. L’odore di un determinato cibo o il sapore di un pasto possono quindi suscitare ricordi molto intensi.
Un’alimentazione scorretta potrebbe indebolire questa via di segnalazione
Lo studio non solo dimostra come il cibo possa favorire la formazione della memoria, ma anche che un’alimentazione scorretta a lungo termine potrebbe avere effetti negativi su questa connessione tra intestino e cervello. Sebbene gli alimenti ricchi di zuccheri e grassi possano inizialmente innescare forti reazioni nel sistema di ricompensa e nella memoria, un consumo prolungato di questi alimenti sembra avere l’effetto opposto. I ratti che, già in giovane età, sono stati sottoposti per un lungo periodo a una dieta molto ricca di grassi e zuccheri hanno mostrato in seguito una comunicazione più debole tra l’intestino e l’ippocampo – quella regione del cervello fondamentale per l’apprendimento, l’orientamento e la memorizzazione dei ricordi.
Anche dopo che gli animali sono tornati a seguire una dieta più sana, la trasmissione dei segnali legati alla memoria non si è ripristinata completamente. Nei test sulla memoria, questi ratti hanno ottenuto risultati peggiori, in particolare nei compiti in cui dovevano ricordare dove avevano trovato il cibo in precedenza. I ricercatori ipotizzano che un’alimentazione squilibrata a lungo termine possa compromettere la capacità dell’organismo di trasmettere in modo affidabile al cervello informazioni importanti provenienti dall’apparato digerente. Ciò potrebbe indebolire proprio quella via di segnalazione che, in origine, garantisce che le esperienze significative legate al cibo vengano memorizzate in modo particolarmente efficace.
Una possibile spiegazione potrebbe essere che un’alimentazione ricca di zuccheri e grassi saturi favorisca, a lungo termine, processi infiammatori, alterazioni metaboliche o disturbi nell’interazione tra intestino e sistema nervoso. Tuttavia, occorre ancora approfondire quali di questi fattori siano effettivamente determinanti e se i cambiamenti siano completamente reversibili.
Possibili correlazioni con il declino cognitivo
Questi risultati potrebbero avere implicazioni di vasta portata per la salute umana. L’obesità, una dieta scorretta e le malattie metaboliche come il diabete sono già state associate a un rischio maggiore di declino cognitivo. Questa ricerca suggerisce una possibile spiegazione biologica. Il consumo ripetuto di cibi malsani potrebbe danneggiare o disturbare gradualmente la comunicazione tra intestino e cervello, rendendo più difficile il normale funzionamento del sistema mnemonico.
I risultati potrebbero fornire indicazioni anche sulle malattie neurodegenerative. «L’alterazione della trasmissione del segnale dell’acetilcolina nell’ippocampo è uno dei primi cambiamenti neurochimici che si verificano nella malattia di Alzheimer», afferma Kanoski. «Poiché è stato ora dimostrato che questo sistema viene potenziato dai segnali provenienti dall’intestino attraverso il nervo vago, nuovi approcci terapeutici potrebbero avvalersi di queste informazioni per esplorare tecniche basate sul nervo vago, come la stimolazione del nervo vago».
Nuove possibilità per i trattamenti della memoria
La scoperta apre nuove prospettive per la ricerca sui disturbi della memoria e sul legame tra intestino e cervello. Se il meccanismo descritto dovesse trovare conferma anche nell’uomo, i futuri approcci terapeutici potrebbero mirare a sostenere in modo mirato la comunicazione tra l’apparato digerente e il cervello.
Una possibile strategia potrebbe consistere nel concentrare maggiormente l’attenzione sul nervo vago. Questo nervo collega numerosi organi al cervello e svolge un ruolo importante nella trasmissione dei segnali corporei. La stimolazione del nervo vago è già oggetto di studio in diverse patologie neurologiche e psichiatriche, tra cui l’epilessia e la depressione. Le nuove scoperte sollevano la questione se questo metodo possa essere rilevante anche per i processi legati all’apprendimento e alla memoria.
Anche la salute intestinale potrebbe in futuro svolgere un ruolo più importante nella ricerca sulle funzioni cognitive. Un’alimentazione equilibrata, un metabolismo sano e un microbioma intestinale stabile vengono sempre più spesso associati al funzionamento del cervello. Tuttavia, non è ancora stato chiarito in modo definitivo quali cambiamenti specifici nell’intestino abbiano effettivamente un impatto sulla memoria e come questi possano essere influenzati in modo mirato.
I ricercatori sottolineano che sono necessari ulteriori studi per verificare se i processi osservati nei ratti si verifichino allo stesso modo anche nell’uomo. Finora i risultati forniscono soprattutto un’importante indicazione del fatto che la memoria non ha origine esclusivamente nel cervello, ma può essere influenzata da una complessa interazione tra diversi sistemi dell’organismo. La ricerca sull’asse intestino-cervello dimostra così ancora una volta quanto siano strettamente collegati tra loro la digestione, il metabolismo e il sistema nervoso – e che l’intestino potrebbe svolgere un ruolo più importante per la nostra salute mentale di quanto si sia a lungo ritenuto.