Nel nostro cervello esistono i neuroni del gusto, legati a quelli di temperatura e dolore

Il cervello classifica le sensazioni legate al gusto, alla temperatura e al dolore in una regione comune del cervello.

"La sensazione di piccante che si prova con il peperoncino è in realtà una sensazione di dolore... è dovuta all'attivazione delle fibre legate al dolore che innervano la lingua e che sono sensibili al calore", ha dichiarato Christian H. Lemon, Ph.D., professore associato presso il Dipartimento di Biologia del Dodge Family College of Arts and Sciences dell'OU. "Ciò che accade è che una sostanza chimica contenuta nel peperoncino, chiamata capsaicina, provoca l'attivazione delle fibre del dolore e 'inganna' i neuroni a reagire come se ci fosse uno stimolo di calore in bocca, quindi quando si mangiano cibi piccanti, il corpo reagisce per cercare di eliminare il calore: i vasi sanguigni possono dilatarsi e si può iniziare a sudare perché il corpo 'pensa' di essere surriscaldato".

Lemon, che è anche membro dell'OU Institute for Biomedical Engineering, Science and Technology, e i ricercatori del suo laboratorio, Jinrong Li, Ph.D., e Md Sams Sazzad Ali, Ph.D., hanno pubblicato un articolo su The Journal of Neuroscience che esamina come le sensazioni legate al gusto, alla temperatura e al dolore interagiscono nel cervello. Il loro articolo è stato anche selezionato per la sezione "Featured Research" della rivista.

"I messaggi neurali associati al dolore sono in parte veicolati dai circuiti neurali coinvolti nel rilevamento della temperatura", ha detto Lemon. "Questo spiegherebbe, ad esempio, perché quando si tocca una stufa calda si prova un dolore bruciante. Ci sono legami intimi tra temperatura e dolore, e ci sono legami intimi tra temperatura e gusto... praticamente tutto ciò che mangiamo è riscaldato o raffreddato, e si sa che questo ha un effetto abbastanza forte sul modo in cui percepiamo certi sapori".

Il team di ricerca voleva capire meglio come la temperatura e il dolore si intersecano con il gusto a livello neurologico. Basandosi su ricerche precedenti che avevano dimostrato che i segnali della temperatura e del gusto si uniscono in una particolare sezione del mesencefalo, il gruppo di ricerca di Lemon ha utilizzato modelli di topi sotto anestesia per stimolare artificialmente le fibre legate alla temperatura e al dolore, insieme a un metodo fisiologico per monitorare le azioni che si verificano nel cervello per determinare la connessione tra questi sensi.

"È noto che la temperatura e il gusto possono attivare alcune delle stesse cellule nel cervello, ma questo è stato raramente studiato in modo sistematico", ha detto. Volevamo sapere se le risposte alla temperatura che vedevamo in questa parte del cervello fossero effettivamente attribuibili all'attivazione delle fibre termiche e dolorifiche che innervano la testa, il viso e la bocca". A tale scopo abbiamo utilizzato una moderna tecnologia genetica che ci ha permesso di inserire in queste cellule 'temperatura/dolore' una proteina che ci ha permesso di controllare queste cellule con la luce blu: abbiamo potuto accendere le cellule con una luce, come un interruttore."

"Abbiamo scoperto che questi neuroni, che gli scienziati hanno studiato a lungo come neuroni del gusto, in realtà rispondono alla stimolazione artificiale di queste cellule della temperatura/del dolore", ha aggiunto. "Questo è significativo perché la maggior parte degli scienziati che hanno studiato il gusto, di solito studiano i circuiti neurali solo dal punto di vista del gusto. Gli scienziati del dolore di solito guardano solo alle risposte legate al dolore, ma in realtà si uniscono in questa parte del mesencefalo, e non solo si uniscono, ma lo fanno in un modo molto sistematico in cui i gusti preferiti e le temperature preferite sono separati dai gusti e dalle temperature avverse in termini di modo in cui le risposte avvengono in questa parte del cervello".

I ricercatori classificano i gusti preferiti o piacevoli come qualcosa di dolce, come lo zucchero, mentre i gusti avversi sono amari, il che può significare che qualcosa può essere tossico o dannoso. Allo stesso modo, le persone e i topi preferiscono le temperature, come un ambiente confortevolmente riscaldato o raffreddato rispetto a uno stimolo di freddo o caldo estremo.

Attraverso la stimolazione artificiale delle cellule della temperatura/del dolore e dei corrispondenti neuroni del gusto, si è scoperto che il cervello separa i gusti e le temperature preferibili da quelli avversi. Questa scoperta offre nuovi spunti sul modo in cui questi sensi interagiscono, il che potrebbe avere implicazioni sul modo in cui gli scienziati comprendono le risposte del cervello agli stimoli che causano dolore.

"I nostri risultati mostrano che in un circuito del mesencefalo c'è una rappresentazione molto ordinata dell'edonismo del gusto e della temperatura - se qualcosa è piacevole o meno - che dipende dall'input di queste cellule di temperatura/dolore", ha detto Lemon. "Questi risultati suggeriscono che il cervello utilizza cellule comuni per rappresentare informazioni provenienti da sensi diversi, laddove esistono relazioni tra i sensi. Poiché il dolore è legato al rilevamento della temperatura, questi risultati potrebbero fornire indizi su come i segnali della temperatura o del dolore potrebbero interagire con altri sensi, il che potrebbe essere importante per sviluppare nuove strategie terapeutiche per la gestione del dolore".