Medicalxpress: I ricercatori identificano il circuito cerebrale che motiva l'accoppiamento nei topi

da Beth Israel Deaconess Medical Center

Una struttura situata alla base del cervello, l'ipotalamo, orchestra gli stati motivazionali tra cui la fame, la sete e la motivazione ad accoppiarsi. In uno studio pubblicato sulla rivista Nature, i ricercatori del Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) hanno scoperto i precisi neuroni ipotalamici che regolano la spinta a impegnarsi in comportamenti di accoppiamento nei topi. Identificando il meccanismo molecolare che sostiene questa spinta motivazionale per molte decine di minuti, i risultati suggeriscono un principio generale sulla neurobiologia della motivazione. Lo studio pone anche le basi per lo sviluppo di una terapia mirata per compensare gli effetti collaterali sessuali legati agli antidepressivi che possono scoraggiare i pazienti dal trattare le malattie mentali. "Breve indagine delle femmine innesca l'interesse di un maschio ad accoppiarsi per decine di minuti, mentre un singolo accoppiamento di successo innesca la sazietà che recupera gradualmente nel corso dei giorni", ha detto l'autore corrispondente Mark L. Andermann, Ph.D., professore di medicina al BIDMC e Harvard Medical School. "Il neurotrasmettitore dopamina è tipicamente studiato nei circuiti cerebrali legati alla ricompensa. Per decenni, la dopamina era nota anche per agire nelle regioni cerebrali legate all'accoppiamento. Tuttavia, l'esatta fonte neuronale di questa dopamina è rimasta sconosciuta. Il nostro studio spiega come la dopamina traduce una breve esposizione di 30 secondi a un topo femmina in cambiamenti sostenuti nel cervello del topo maschio". Basandosi sulle precedenti indagini di Andermann e colleghi sul circuito cerebrale che regola la fame e la sete, il team ha scoperto che l'impulso all'accoppiamento è controllato da neuroni specializzati che rilasciano dopamina nell'ipotalamo. Durante le indagini sulle femmine, il rilascio di dopamina porta a una segnalazione biochimica sostenuta nel circuito di accoppiamento che è alla base dell'aumento persistente della motivazione ad accoppiarsi. Andermann e colleghi hanno inoltre dimostrato che stimolando artificialmente o mettendo a tacere questi neuroni che rilasciano dopamina si può aumentare o diminuire fortemente la spinta ad accoppiarsi. "Il nostro studio fornisce una base per affrontare domande importanti, come ad esempio: Come fanno questi neuroni a controllare il graduale recupero dalla sazietà attraverso i giorni, e come potrebbero controllare l'impulso all'accoppiamento nelle femmine?" ha detto il primo autore Stephen X. Zhang, un ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Andermann. "Inoltre, i nostri risultati possono aiutare a spiegare come l'impulso all'accoppiamento è alterato da alcuni farmaci come gli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI)". I ricercatori propongono che la serotonina elevata può agire come un freno sulla segnalazione della dopamina nei circuiti legati all'accoppiamento, diminuendo così la libido, un effetto collaterale che quasi il 75 per cento dei pazienti che assumono SSRI sperimentano. Gli scienziati suggeriscono che le terapie future potrebbero mirare ai neuroni a rilascio di dopamina appena identificati che regolano l'impulso ad accoppiarsi per alleviare il problema, eliminando così uno dei principali motivi per cui i pazienti smettono di prendere farmaci antidepressivi.

Fonte: https://medicalxpress.com/news/2021-08-brain-circuitry-mice.html

Published: 25 August 2021

Hypothalamic dopamine neurons motivate mating through persistent cAMP signalling

Stephen X. Zhang, Andrew Lutas, Shang Yang, Adriana Diaz, Hugo Fluhr, Georg Nagel, Shiqiang Gao & Mark L. Andermann
Nature (2021)

Abstract

Transient neuromodulation can have long-lasting effects on neural circuits and motivational states1,2,3,4. Here we examine the dopaminergic mechanisms that underlie mating drive and its persistence in male mice. Brief investigation of females primes a male’s interest to mate for tens of minutes, whereas a single successful mating triggers satiety that gradually recovers over days5. We found that both processes are controlled by specialized anteroventral and preoptic periventricular (AVPV/PVpo) dopamine neurons in the hypothalamus. During the investigation of females, dopamine is transiently released in the medial preoptic area (MPOA)—an area that is critical for mating behaviours. Optogenetic stimulation of AVPV/PVpo dopamine axons in the MPOA recapitulates the priming effect of exposure to a female. Using optical and molecular methods for tracking and manipulating intracellular signalling, we show that this priming effect emerges from the accumulation of mating-related dopamine signals in the MPOA through the accrual of cyclic adenosine monophosphate levels and protein kinase A activity. Dopamine transients in the MPOA are abolished after a successful mating, which is likely to ensure abstinence. Consistent with this idea, the inhibition of AVPV/PVpo dopamine neurons selectively demotivates mating, whereas stimulating these neurons restores the motivation to mate after sexual satiety. We therefore conclude that the accumulation or suppression of signals from specialized dopamine neurons regulates mating behaviours across minutes and days.

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03845-0

Video https://youtube.com/watch?v=2K5d1j3Gg04

Anteroventral and preoptic periventricular (AVPV/PVpo)
Medial preoptic area (mPOA)
Nucleus accumbens (NAc)
Cyclic adenosine monophosphate (cAMP)