Ecco come il cervello gestisce la fatica

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I ricercatori hanno individuato le aree del cervello umano che regolano gli sforzi per affrontare la fatica.

Conosciamo i processi fisiologici coinvolti nella fatica, come l’accumulo di acido lattico nei muscoli, ma sappiamo molto meno su come le sensazioni di stanchezza vengono elaborate nel cervello e su come il nostro cervello decida quanto e che tipo di sforzo fare per superare la fatica. 

Conoscere le regioni del cervello che controllano le scelte sugli sforzi per moderare la fatica può aiutare gli scienziati a trovare terapie che possono influenzare precisamente quelle scelte.

Misurazione della percezione della fatica 

Per lo studio, Chib assistente professore di ingegneria biomedica presso la Johns Hopkins University School of Medicine e ricercatore presso il Kennedy Krieger Institute, ha prima sviluppato un nuovo modo per quantificare oggettivamente come le persone “sentano” la fatica, un compito difficile perché i sistemi di valutazione possono variare da persona a persona. 

I medici spesso chiedono ai loro pazienti di valutare la loro fatica su una scala da 1 a 7, ma come le scale del dolore, tali valutazioni sono soggettive.

Lo studio ha coinvolto 20 partecipanti, di cui 9 donne,  con un’età che variava da 18 a 34 anni. 

I ricercatori hanno chiesto ai partecipanti di afferrare e schiacciare  un sensore dopo averli addestrati a riconoscere una “scala di sforzo”. Ad esempio, zero era uguale a nessuno sforzo e 50 unità di sforzo erano pari alla metà della forza massima del partecipante. I partecipanti hanno imparato ad associare le unità di sforzo a quanto stessero effettivamente schiacciando il sensore, il che ha aiutato a standardizzare il livello di sforzo tra gli individui.

I partecipanti hanno ripetuto gli esercizi di presa per 17 blocchi per 10 prove ciascuno, fino a quando non si sono sentiti affaticati, quindi è stata offerta una delle due scelte:

  • Una scelta casuale (“rischiosa”) basata sul lancio di una moneta, che offriva la possibilità di non esercitare alcuno sforzo o un livello di sforzo predeterminato. 
  • L’altra scelta era un livello di impegno prestabilito. 

Introducendo l’incertezza, i ricercatori stavano sfruttando il modo in cui ciascun soggetto valutava il proprio sforzo, un modo, in effetti, per far luce su come il loro cervello e la loro mente decidessero quanto sforzo fare.

In base al fatto che il partecipante scegliesse un’opzione rischiosa rispetto a quella predeterminata, i ricercatori hanno utilizzato programmi computerizzati per misurare come i partecipanti si sentissero nella prospettiva di esercitare particolari quantità di sforzo mentre erano affaticati.

Non sorprende che abbiamo scoperto che le persone tendono ad essere più avverse al rischio, per evitare lo sforzo“, afferma Chib. La maggior parte dei partecipanti (19 su 20) ha optato per la scelta priva di rischio di un livello di sforzo predeterminato. Ciò significa che, una volta affaticati, i partecipanti erano meno disposti a correre il rischio di dover esercitare grandi sforzi.

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Cosa dice il cervello…

Il team di ricerca di Chib ha anche valutato l’attività cerebrale dei partecipanti durante gli esercizi di presa utilizzando scansioni di risonanza magnetica funzionale (fMRI), che tracciano il flusso sanguigno attraverso il cervello e mostrano quali neuroni si attivano più spesso.

Il team di Chib ha confermato i risultati precedenti secondo cui l’attività cerebrale quando i partecipanti hanno scelto tra le due opzioni, sembrava aumentare in tutti i partecipanti in un’area del cervello nota come insula.

Hanno esaminato più da vicino anche la corteccia motoria del cervello scoprendo che quando le persone eseguono sforzi faticosi e ripetuti, l’attività della corteccia motoria è ridotta ed è associata a un minor numero di segnali inviati ai muscoli.

I partecipanti la cui attività della corteccia motoria è cambiata di meno, in risposta a uno sforzo faticoso, erano quelli che erano più avversi al rischio nelle loro scelte di sforzo ed erano più affaticati. Ciò suggerisce che la stanchezza potrebbe derivare da un’errata calibrazione tra ciò che un individuo pensa di essere in grado di ottenere e l’attività effettiva nella corteccia motoria.

In sostanza, il corpo si sintonizza con il motore corteccia quando è affaticato, perché se il cervello continuasse a inviare più segnali ai muscoli per agire, le risposte fisiologiche inizierebbero a prendere il sopravvento, ad esempio, dando il via all’aumento dell’acido lattico, contribuendo ancora di più alla fatica.

Questi risultati, dice Chib, possono far avanzare la ricerca di terapie – fisiche o chimiche – per migliorare le prestazioni in persone con condizioni associate alla fatica.

Fonti

https://www.nature.com/articles/s41467-020-17855-5

https://www.hopkinsmedicine.org/news/newsroom/news-releases/got-fatigue-study-further-pinpoints-brain-regions-that-may-control-it