
I topi ospitano una nutrita comunità di batteri intestinali che, secondo un recente studio, influenzano il funzionamento del cervello dei roditori. In particolare, i ricercatori desideravano scoprire il modo in cui questi batteri influenzano l’attività delle reti cerebrali coinvolte nel comportamento sociale del topo. Normalmente, quando due topi che non si conoscono si incontrano, si annusano i baffi e si arrampicano l’uno sull’altro. Tuttavia, i topi liberi da germi, che sono quindi privi di batteri intestinali, evitano le interazioni sociali con altri topi e rimangono invece stranamente distaccati.
In che modo i batteri intestinali comunicano con il cervello
Wei-Li Wu, docente della National Cheng Kung University di Taiwan e professore ospite presso il California Institute of Technology, nonché autore principale della ricerca, spiega che il fenomeno della limitazione della socialità nei topi privi di germi non è nuovo. Tuttavia, Wu e il suo team volevano capire le ragioni di questo comportamento scostante: i microbi intestinali influenzano effettivamente i neuroni che si attivano nel cervello del topo e, di conseguenza, influenzano la volontà del roditore di unirsi al branco? È comprensibile l’iniziale stupore del professor Wu non appena venuto a conoscenza del fatto che i batteri potevano influenzare il comportamento degli animali.
Tuttavia lo scienziato, in qualità di borsista post-dottorato al Caltech, ha iniziato a condurre esperimenti con topi senza germi e ha assistito in prima persona al loro strano comportamento sociale, desideroso di comprenderne il motivo. Nello studio, apparso sulla rivista Nature, i ricercatori hanno confrontato l’attività cerebrale e il comportamento dei topi normali con quello di altri due gruppi: topi allevati in un ambiente sterile in modo da eliminare i germi e topi trattati con un potente cocktail di antibiotici che ha impoverito la loro flora batterica intestinali. Non appena i topi privi di germi entravano in un ambiente non sterile, i batteri ne invadevano l’organismo, per cui i ricercatori potevano usare questo gruppo solo una volta; i topi trattati con antibiotici erano più versatili e servivano quindi per più esperimenti.
I risultati degli esperimenti fanno riflettere
Il team ha fatto entrare in contatto i topi privi di germi e quelli trattati con antibiotici in gabbie con topi sconosciuti, per osservare le loro interazioni sociali. Come previsto, entrambi i gruppi di topi hanno evitato le interazioni con gli estranei. Dopo questo test comportamentale, il team ha eseguito una serie di esperimenti per vedere quale meccanismo nel cervello degli animali potesse aver guidato questa strana dinamica sociale. In primo luogo, il team ha esaminato il cervello degli animali per controllare il c-Fos, un gene che entra in funzione nelle cellule cerebrali attive. Rispetto ai topi normali, i topi che presentavano una flora batterica impoverita hanno mostrato una maggiore attivazione del c-Fos nelle regioni del cervello coinvolte nella risposta allo stress, tra cui l’ipotalamo, l’amigdala e l’ippocampo.
Questo picco di attività cerebrale ha coinciso con un picco nei livelli di un ormone dello stress chiamato corticosterone sia nei topi privi di germi che in quelli trattati con antibiotici, mentre lo stesso aumento non si è verificato nei topi con flora batterica normale. Il professor Wu spiega che dopo l’interazione sociale, seppur della durata di appena cinque minuti, è chiaro che tutti i topi con flora batterica alterata presentano maggiori livelli di ormone dello stress.