Sembra ovvio che naturalmente svegliarsi dal sonno e di essere sorpreso da qualcosa nell'ambiente sono due molto diversi stati emotivi. Tuttavia, il neuroscienze che sottende queste diverse forme di eccitazione ha, per la maggior parte, rimasto un mistero. Ora, la nuova ricerca pubblicata da Cell Press nel 25 novembre della rivista Neuron dimostra che ci sono almeno due forme completamente separati e indipendenti di eccitazione nei moscerini della frutta. Lo studio risponde a domande critiche sul modo in cui il sistema nervoso elabora eccitazione e può anche far luce sulla neurobiologia dei disturbi affettivi umani, come il disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD).

Uno stato di eccitazione può essere definito come aumento di attività o la sensibilità ed è centrale per molti comportamenti in tutti i tipi di organismi. Non è stato completamente stabilito se l'eccitazione è uno stato generalizzato che può essere accentuata da stimoli specifici o è più multidimensionale. Inoltre, anche se molti studi hanno coinvolto neurochemicals chiave eccitazione, i ruoli specifici di questi neuromodulatori sono chiare. "Studi precedenti con la mosca della frutta, Drosophila, hanno dimostrato che la dopamina ha un ruolo in eccitazione da sonno, noto come eccitazione endogena. Tuttavia, le prove per un ruolo per la dopamina in generato esogena eccitazione, quella che viene stimolata da un fattore di ambiente, è meno consistente ", spiega l'autore maggiore di studio Dr. David J. Anderson dal California Institute of Technology.

Dr. Anderson e colleghi hanno sviluppato un paradigma comportamentale romanzo per l'eccitazione startle-indotta nei moscerini della frutta e screening per le mutazioni genetiche che potenzia questo comportamento emozione simile. I ricercatori hanno identificato una mutazione perdita-di-funzione in un recettore della dopamina, DopR, che potenzia l'risposte di allarme, ma è diminuita eccitazione endogena. In sostanza, le mosche dormivano di più, ma sono ipersensibili ad essere spaventato. Ulteriori studi hanno sostenuto la constatazione che queste influenze indipendenti e opposte DopR sono esercitate in diversi circuiti neurali. "Nel loro insieme, i nostri dati suggeriscono che stimolati ambientale eccitazione e sonno-veglia transizioni riflettono forme distinte di eccitazione che sono geneticamente, anatomicamente, e comportamentale separato," dice il dottor Anderson.

Curiosamente, l'iper-reattività agli stimoli ambientali visti in linea con la mutazione DopR è simile ad alcuni dei sintomi osservati nelle persone con ADHD, che è stata anche legata alla dopamina. Le basi genetiche del comportamento emotivo è significativo perché si ritiene che le anomalie in tali comportamenti possono essere alla base di disturbi psichiatrici. Inoltre, è importante notare che Drosophila condivide la maggior parte dei suoi geni in comune con gli esseri umani ed ha molti degli stessi prodotti chimici del cervello che sono stati implicati in disordini psichiatrici, compreso anche dopamina.

"Se gli esseri umani, come mosche, hanno circuiti cerebrali distinte mediazione eccitazione stimolato ambientale e endogeno, quindi è possibile che l'ADHD può specificamente coinvolgere dopaminergica disfunzioni nei circuiti di mediare il primo piuttosto che il secondo tipo di eccitazione", suggerisce il dottor Anderson. "Questa visione di ADHD come un disturbo di circuiti di eccitazione suggerisce che un ulteriore chiarimento di tali circuiti può approfondire la nostra comprensione di questo disturbo e potenzialmente portare a terapie più mirate."

La maggior parte dei geni presenti nel frutto Fly-più di cui esattamente come l'aceto fly-si trovano negli esseri umani come pure, tra i neuroni che producono prodotti chimici del cervello come la dopamina e la serotonina, che sono stati implicati nei disturbi psichiatrici.

I ricercatori sono Tim Lebestky, California Institute of Technology, Pasadena, CA, Howard Hughes Medical Institute; Jung-Sook C. Chang, California Institute of Technology, Pasadena, CA, Howard Hughes Medical Institute; Heiko Dankert, California Institute of Technology, Pasadena, CA; Lihi Zelnik, California Institute of Technology, Pasadena, CA; Young-Cho Kim, Pennsylvania State University, University Park, PA; Kyung-An Han, Pennsylvania State University, University Park, PA; Fred W. Wolf, University of California, San Francisco, Emeryville, CA; Pietro Perona, California Institute of Technology, Pasadena, CA; e David J. Anderson, California Institute of Technology, Pasadena, CA, Howard Hughes Medical Institute.