Pensiero e metabolismo: il ruolo dell’ippocampo

Per regolare il comportamento umano, il cervello si basa su un flusso continuo di processi cognitivi e di memoria che richiedono un apporto costante di energia. Pesando in media 1.200-1.300 grammi il cervello consuma circa 90 grammi di glucosio al giorno (circa 340 chilocalorie), la metà della domanda di glucosio del corpo umano. La sincronizzazione della fornitura di glucosio con l’attività cerebrale è stata finora considerata una funzione di una struttura chiamata “ipotalamo”, posta alla base del cervello. Ma c’è un’altra zona, l’ippocampo, tipicamente implicata nella memoria, che svolge un ruolo altrettanto importante: riceve molti tipi di informazioni sensoriali e metaboliche, e le proietta a varie parti del cervello, compreso l’ipotalamo. Così, l’ippocampo potrebbe effettivamente rappresentare uno snodo in cui i segnali metabolici sono integrati con i processi cognitivi.

Nature, in un articolo di settembre 2021, presenta il risultato di un gruppo di lavoro guidato da D. Tingley che per esaminare questa possibilità ha registrato onde elettriche di gruppi di cellule neuronali attraverso le membrane cellulari presenti nell’ ippocampo dei ratti.

Gli autori hanno dimostrato che un gruppo di onde  registrato in una parte dell’ippocampo è seguito seguito da un calo di concentrazione di glucosio circa 10 minuti dopo. I risultati del team guidato da Tingley indicano l’esistenza di una funzione ippocampale finora sconosciuta che è alla base del controllo cognitivo della regolazione della glicemia.

Poiché il collegamento tra onde elettriche registarte e glucosio funziona sia a digiuno sia mentre si mangia, è possibile ipotizzare che il cervello possa controllare il livello di glucosio presente nel sangue sempre, e non solo in situazione di stress metabolico. Quello che finora è stato chiarito è che durante l’emissione di queste onde elettriche l’ippocampo riproduce, in modo ordinato nel tempo, esperienze che sono state precedentemente codificate nella memoria. Sembra dunque che tali segnali siano presenti sempre in una modalità “a riposo” durante la quale l’ippocampo e le aree cerebrali collegate si impegnano in attività di pensiero, potendo quindi esercitare un controllo continuo cognitivo sul metabolismo periferico .

I risultati sollecitano la riconsiderazione di vari fenomeni clinici come la coincidenza tra declino cognitivo e deterioramento dell’ippocampo con una regolazione alterata del glucosio nel diabete di tipo 2, l’associazione di disturbi del sonno a onde lente con insulino-resistenza e la perdita di regolarità dell’assunzione di cibo in individui che hanno lesioni ippocampali e disturbi di memoria associati.