Brrr! Quando i Ricordi del Freddo Scaldano il Corpo: La Scienza Incredibile Dietro la Memoria Termica

Scommetto che anche voi, come me, avete provato quella sensazione: entrate in un luogo e, anche se la temperatura è normale, vi vengono i brividi solo perché vi ricordate di quando lì faceva un freddo polare. O magari, al contrario, sentite un tepore confortante ricordando una bella giornata di sole passata proprio in quel posto. Sembra quasi magia, vero? Eppure, la scienza sta scoprendo che c’è molto di più di una semplice suggestione. Il nostro cervello, a quanto pare, è capace di immagazzinare i “ricordi termici” in un modo così potente da influenzare direttamente la fisiologia di tutto il corpo!

Recentemente, un gruppo di ricercatori ha fatto una scoperta a dir poco affascinante, studiando dei topolini da laboratorio. Hanno voluto capire se un ricordo, nello specifico il ricordo di aver provato freddo, potesse scatenare delle vere e proprie risposte fisiche, come quelle che il corpo mette in atto quando si trova *davvero* al freddo per mantenere la sua temperatura ottimale. E la risposta, signore e signori, è un sonoro sì!

Un Esperimento da Brivido (nel Vero Senso della Parola!)

Immaginate questi topolini. I ricercatori li hanno addestrati con un metodo che ricorda un po’ il famoso esperimento di Pavlov con i cani, ma adattato alla temperatura. In pratica, hanno associato un ambiente specifico (chiamiamolo Contesto B), con tutte le sue caratteristiche uniche (odori, luci, materiali), a una temperatura decisamente bassa, 4°C. In un altro ambiente (Contesto A), invece, la temperatura era confortevole, sui 21°C.

Sappiamo che quando noi mammiferi (topi inclusi) siamo esposti al freddo, il nostro corpo reagisce per non disperdere calore e, anzi, per produrne di più. Uno dei meccanismi principali è la termogenesi senza brivido, un processo metabolico che avviene soprattutto nel cosiddetto tessuto adiposo bruno (BAT), un tipo speciale di grasso che brucia energia per generare calore. Infatti, durante l’esposizione ai 4°C, i topolini mostravano un aumento del consumo di ossigeno, della spesa energetica e della produzione di anidride carbonica – tutti segni di un metabolismo accelerato per combattere il freddo. Si muovevano anche di più, forse per scaldarsi.

La Sorpresa: Il Ricordo che Scalda

Ed ecco il colpo di scena. Dopo aver addestrato i topi per qualche giorno ad associare il Contesto B con il freddo pungente, i ricercatori li hanno riportati nello stesso Contesto B, ma questa volta mantenendo la temperatura a 21°C. Cosa è successo? Incredibilmente, i topi hanno iniziato ad aumentare il loro tasso metabolico, proprio come se stessero sentendo freddo! Il loro corpo stava reagendo non alla temperatura reale dell’ambiente, ma al ricordo del freddo associato a quel luogo. Hanno persino aumentato leggermente la loro temperatura corporea e si sono mossi di più, comportamenti tipici della risposta al freddo.

Per essere sicuri che non fosse solo la novità del contesto a scatenare questa reazione, hanno fatto un esperimento di controllo: altri topi sono stati messi nel Contesto B sempre a 21°C, senza mai provare il freddo. In questo caso, dopo un breve momento iniziale di agitazione dovuto alla novità, il loro metabolismo è rimasto normale. Questo ha confermato che era proprio l’associazione tra il contesto e l’esperienza del freddo a innescare la risposta fisiologica. Era la memoria del freddo a parlare! E non era nemmeno un effetto a lungo termine dell’esposizione al freddo precedente, perché l’effetto si manifestava anche dopo una pausa di recupero più lunga. Non era neanche una risposta generica allo stress: esporre i topi a odori di predatori (una situazione stressante) non aumentava il loro metabolismo allo stesso modo. Era proprio il ricordo specifico del freddo.

Il Cervello si Ricorda del Freddo: Mappe Neurali e Connessioni Speciali

Ma come fa il cervello a fare questo? Dove viene immagazzinata questa “memoria del freddo” e come viene trasformata in una risposta corporea? Per capirlo, i ricercatori hanno esaminato l’attività dei neuroni in diverse aree cerebrali, usando una tecnica che “colora” le cellule che si sono attivate di recente (marcando la proteina FOS).

Hanno confrontato l’attività cerebrale dei topi in tre condizioni:

• Nella situazione di base (Contesto A, 21°C).
• Durante l’esposizione al freddo (Contesto B, 4°C).
• Durante il richiamo della memoria del freddo (Contesto B, 21°C, dopo l’addestramento).

Hanno scoperto cose molto interessanti. L’ippocampo, una regione cruciale per la formazione delle memorie contestuali (ricordare i luoghi e le esperienze associate), mostrava un’attività particolare. Specificamente, le aree CA1 e CA3 si attivavano sia durante l’esposizione al freddo sia durante il richiamo della memoria. Ancora più intrigante, l’attività in un’altra area dell’ippocampo, il giro dentato (DG), diventava positivamente correlata con l’aumento del metabolismo solo durante il richiamo della memoria. Come se, una volta consolidato il ricordo, il DG iniziasse a “dialogare” con il corpo per regolare il metabolismo in base a quel ricordo.

Poi c’è l’ipotalamo, il nostro termostato interno, fondamentale per regolare la temperatura corporea e molte altre funzioni vitali. Qui, un’area specifica chiamata ipotalamo laterale (LHA) si è rivelata protagonista. Si attivava potentemente sia quando i topi sentivano freddo davvero, sia quando ne richiamavano semplicemente il ricordo! Altre aree ipotalamiche coinvolte nella termoregolazione (come l’area preottica mediale, MPO) si attivavano solo durante il freddo reale, non durante il ricordo.

La cosa forse più sbalorditiva è stata osservare come cambiava la “conversazione” tra le diverse aree del cervello. Durante il richiamo della memoria del freddo, è emersa una connettività funzionale molto più forte tra l’ippocampo e l’ipotalamo rispetto a quando i topi erano semplicemente al freddo o nella situazione di base. Sembra proprio che l’apprendimento crei un nuovo “circuito” dedicato, un ponte diretto tra il centro della memoria e il centro di controllo della temperatura corporea.

Engrammi Ghiacciati: Le Cellule della Memoria del Freddo

Gli scienziati parlano di engrammi per descrivere le tracce fisiche che una specifica memoria lascia nel cervello, un insieme di neuroni che si attivano insieme durante l’apprendimento e la cui riattivazione fa riemergere il ricordo. Utilizzando tecniche genetiche sofisticate (come i sistemi TRAP2 e Fos-tTa), i ricercatori sono riusciti a “etichettare” specificamente i neuroni che si attivavano nell’ippocampo (DG) e nell’ipotalamo (LHA, MPO) mentre i topi imparavano ad associare il Contesto B al freddo.

Quando poi hanno riportato i topi nel Contesto B (a 21°C) per richiamare la memoria, hanno visto che proprio quelle cellule etichettate si riattivavano! C’era una percentuale significativamente più alta di “co-etichettatura” (cellule attive sia durante l’apprendimento del freddo sia durante il richiamo) nel DG, LHA e MPO dei topi che ricordavano il freddo, rispetto ai topi di controllo. Avevano trovato gli engrammi della memoria del freddo! E, ancora una volta, la riattivazione di questi engrammi nel DG era fortemente correlata con l’aumento del metabolismo.

Accendere e Spegnere i Ricordi (e il Metabolismo!) a Comando

A questo punto, la domanda era: questi engrammi sono solo una conseguenza o sono davvero la *causa* della risposta metabolica? Per verificarlo, hanno usato due tecniche potentissime: l’optogenetica e la chemogenetica.

Con l’optogenetica, hanno inserito delle proteine sensibili alla luce negli engrammi del freddo nel DG. Poi, in un ambiente neutro e a temperatura normale, hanno “acceso” questi neuroni con un raggio laser inviato tramite fibre ottiche impiantate nel cervello. Il risultato? Il metabolismo dei topi è schizzato alle stelle, proprio come se stessero ricordando il freddo! L’attivazione artificiale dell’engramma era sufficiente a scatenare la risposta fisiologica. Hanno anche visto che questa attivazione artificiale nel DG provocava l’attivazione degli engrammi nell’LHA e MPO dell’ipotalamo, e questa attività ipotalamica indotta artificialmente era correlata all’aumento del consumo di ossigeno. Era la prova che il circuito DG-ipotalamo era funzionale.

Con la chemogenetica, hanno fatto l’opposto. Hanno inserito dei recettori artificiali negli engrammi del freddo nel DG, recettori che potevano essere “spenti” somministrando una specifica molecola (CNO). Quando hanno riportato i topi nel contesto associato al freddo (Contesto B, 21°C) e hanno somministrato il CNO per inibire gli engrammi, la risposta metabolica condizionata è scomparsa! I topi non aumentavano più il loro metabolismo ricordando il freddo. Questo ha dimostrato che quegli specifici engrammi nell’ippocampo sono necessari per richiamare la memoria del freddo e scatenare la risposta corporea associata.

Il Grasso Bruno si Attiva a Comando (Mentale)

E il tessuto adiposo bruno (BAT), il nostro “termogenico” naturale? Anche lui risponde ai ricordi! I ricercatori hanno analizzato l’espressione dei geni coinvolti nella produzione di calore nel BAT. Come previsto, questi geni erano più attivi quando i topi erano esposti al freddo. Ma la cosa notevole è che erano più attivi anche quando i topi stavano semplicemente ricordando il freddo nel Contesto B a 21°C! E non solo: l’attivazione artificiale degli engrammi del freddo nel DG tramite optogenetica era sufficiente a far aumentare l’espressione di geni chiave per la termogenesi (come *Ucp1*) nel BAT. Quindi, il ricordo del freddo, orchestrato dal cervello attraverso il circuito ippocampo-ipotalamo, arriva fino al grasso bruno, dicendogli: “Accenditi, produci calore!”.

Cosa Significa Tutto Questo? Implicazioni Sorprendenti

Questi risultati sono davvero potenti. Ci dicono che il cervello non si limita a registrare passivamente le esperienze, ma le usa attivamente per anticipare le sfide future e preparare il corpo a rispondere in modo efficiente. Un ricordo del freddo può letteralmente “pre-riscaldare” il corpo, aiutando l’animale a mantenere la sua temperatura ottimale in modo più efficace quando si troverà di nuovo in un ambiente freddo. È un esempio lampante di come mente e corpo siano intrinsecamente connessi e interagiscano per garantire la nostra sopravvivenza e adattabilità.

Le implicazioni vanno oltre la pura curiosità scientifica. Capire come il cervello, e in particolare i ricordi, possano controllare processi metabolici fondamentali come la termogenesi nel BAT apre scenari affascinanti per la medicina. Il BAT è considerato un bersaglio promettente per combattere l’obesità e le malattie metaboliche, perché brucia calorie invece di immagazzinarle. Se potessimo imparare a “stimolare” in modo sicuro ed efficace l’attività del BAT attraverso meccanismi cerebrali, magari sfruttando proprio la potenza dei circuiti della memoria o tecniche di neuromodulazione ispirate all’optogenetica (che si sta affacciando anche nell’uomo), potremmo avere nuove armi terapeutiche.

Certo, siamo ancora agli inizi e questi studi sono stati fatti sui topi. Ma ci mostrano una via completamente nuova per pensare all’interazione cervello-corpo e al controllo del nostro metabolismo. La prossima volta che sentirete un brivido “ingiustificato” entrando in un luogo, pensateci: potrebbe essere il vostro cervello che riaccende un vecchio ricordo… e magari anche il vostro metabolismo!

Fonte: Springer