Introduzione alla psicologia

I potenziali d’azione nelle cellule recettrici viaggiano come impulsi nervosi a diverse velocità

Quando calpestate uno spillo, questo attiva una serie di meccanorecettori, molti dei quali sono nocicettori. Avrai notato che la sensazione cambia nel tempo. Prima senti una pugnalata acuta che ti spinge a togliere il piede, e solo dopo senti un’ondata di dolore più doloroso. La pugnalata acuta è segnalata da fibre A a conduzione rapida, che proiettano alla corteccia somatosensoriale. Questa parte della corteccia è organizzata somatotopicamente, cioè i segnali sensoriali sono rappresentati in base al punto del corpo da cui provengono (vedi illustrazione dell’omuncolo, Figura 2). Il dolore sgradevole che sentite dopo la puntura di uno spillo è un segnale separato e simultaneo inviato dai nocicettori del vostro piede attraverso sottili fibre C-dolore o Aδ alla corteccia insulare e ad altre regioni cerebrali coinvolte nell’elaborazione delle emozioni e nell’interocezione (vedi Figura 3a per una rappresentazione schematica di questo percorso). L’esperienza di calpestare uno spillo è, in altre parole, composta da due segnali separati: un segnale discriminatorio che ci permette di localizzare lo stimolo tattile e distinguere se si tratta di una pugnalata contundente o acuta; e un segnale affettivo che ci fa sapere che calpestare lo spillo è male. È comune dividere il dolore in aspetti sensoriali-discriminatori e affettivi-motivazionali (Auvray, Myin, & Spence, 2010). Questa distinzione corrisponde, almeno in parte, al modo in cui queste informazioni viaggiano dal sistema nervoso periferico a quello centrale e a come vengono elaborate nel cervello (Price, 2000).

Figura 2. L’Homunculus: Homunculus significa “piccolo uomo”, e qui si vede un modello in scala del corpo umano distorto per riflettere lo spazio relativo che le parti del corpo occupano nella corteccia somatosensoriale. Come potete vedere, le labbra, le mani, i piedi e i genitali inviano al cervello più proiezioni somatosensoriali di qualsiasi altra parte del corpo. Figura 2b. Mappatura corticale dell’homunculus sensoriale: Le parti del corpo sono rappresentate in luoghi specifici della corteccia somatosensoriale. Le rappresentazioni hanno una mappatura somatotopica, con i piedi situati medialmente e le spalle e le braccia lateralmente alla fessura interemisferica. Le strutture facciali sono rappresentate in una posizione diversa dal cuoio capelluto e dalla testa; il viso è orientato “al contrario” con la fronte che punta verso le spalle.

Il dolore è necessario per la sopravvivenza, ma il nostro cervello può fermarlo se serve

Nell’aprile 2003, lo scalatore Aron Ralston si è trovato sul fondo del Blue John Canyon nello Utah, costretto a fare una scelta spaventosa: affrontare una morte lenta ma certa o amputare il braccio destro. Cinque giorni prima era caduto nel canyon e da allora era rimasto bloccato con il braccio destro intrappolato tra un masso di 800 libbre e la ripida parete di arenaria. Debole per mancanza di cibo e acqua e vicino ad arrendersi, gli venne in mente come un’epifania che se avesse rotto le due ossa dell’avambraccio avrebbe potuto tagliare il resto con il suo coltellino. Il pensiero di liberarsi e di sopravvivere lo rese così eccitato che passò i successivi 40 minuti completamente assorto nel compito: prima spezzando le ossa usando il suo corpo come una leva, poi infilando le dita nel braccio, pizzicando fasci di fibre muscolari e recidendoli uno ad uno, prima di tagliare le arterie blu e i pallidi nervi “a spaghetto”. Il dolore non era importante. Solo il taglio dello spesso nervo principale bianco lo fece fermare per un minuto – il diluvio di dolore, descrive, era come spingere il suo intero braccio “in un calderone di magma”. Finalmente libero, si è calato in una scogliera e ha camminato per altre 7 miglia fino a quando è stato salvato da alcuni escursionisti (Ralston, 2010).

Come è possibile fare qualcosa di così atrocemente doloroso per se stessi, come ha fatto Aron Ralston, e riuscire ancora a camminare, parlare e pensare razionalmente dopo? La risposta si trova nel cervello, dove vengono interpretati i segnali provenienti dal corpo. Quando percepiamo segnali somatosensoriali e nocicettivi dal corpo, l’esperienza è altamente soggettiva e malleabile dalla motivazione, dall’attenzione, dall’emozione e dal contesto.

Figura 3. Vie di elaborazione del dolore. Sinistra – Percorsi ascendenti del dolore: Una lesione è segnalata simultaneamente dalle fibre Aα o Aβ a conduzione rapida e dalle fibre C o Aδ a conduzione lenta. Le fibre A veloci segnalano la pressione, lo stiramento e altri movimenti dei tessuti alla corteccia somatosensoriale attraverso i nuclei della colonna dorsale. Le fibre C-dolore e Aδ inviano informazioni sul dolore dai nocicettori nel tessuto o nella pelle e trasmettono questi segnali ai neuroni di secondo ordine nel corno dorsale del midollo spinale. I neuroni di secondo ordine passano poi al lato opposto, dove formano il tratto spinotalamico ascendente. Questo tratto proietta i segnali ai nuclei del midollo e del mesencefalo sulla via fino al talamo (T). Il talamo trasmette le informazioni alla corteccia somatosensoriale e insulare, così come alle regioni corticali che mediano diversi aspetti dell’esperienza del dolore come le risposte affettive nella corteccia cingolata. Destra – Vie di modulazione del dolore discendenti: Informazioni dall’ambiente e certi stati motivazionali possono attivare questa via top-down. Diverse aree del proencefalo limbico, tra cui la corteccia cingolata anteriore e insulare, i nuclei dell’amigdala e l’ipotalamo (H), proiettano al grigio periaqueduttale (PAG) del mesencefalo, che poi modula la trasmissione ascendente del dolore dal sistema del dolore afferente indirettamente attraverso il midollo ventromediale rostrale (RVM) nel tronco encefalico. Questo sistema modulatore produce analgesia attraverso il rilascio di oppioidi endogeni e utilizza le cellule ON e OFF per esercitare un controllo inibitorio (verde) o facilitatore (rosso) dei segnali nocicettivi nel corno dorsale spinale.

Il modello motivazione-decisione e la modulazione discendente del dolore

Secondo il modello motivazione-decisione, il cervello valuta automaticamente e continuamente i pro e i contro di ogni situazione, soppesando le minacce imminenti e le ricompense disponibili (Fields, 2004, 2006). Qualsiasi cosa più importante per la sopravvivenza che evitare il dolore attiva il sistema discendente di modulazione del dolore del cervello, un sistema top-down che coinvolge diverse parti del cervello e del tronco encefalico, che inibisce la segnalazione nocicettiva in modo che le azioni più importanti possano essere seguite.

Nel caso estremo di Aron, le sue azioni erano probabilmente basate su un tale processo decisionale inconscio – tenendo conto del suo stato omeostatico (la sua fame, la sete, l’infiammazione e il decadimento della sua mano schiacciata che lentamente influenzano il resto del suo corpo), l’input sensoriale disponibile (l’odore dolce della sua pelle che si dissolveva, il silenzio intorno a lui che indicava la sua solitudine), e la sua conoscenza delle minacce che doveva affrontare (la morte, o il dolore lancinante che non lo avrebbe ucciso) rispetto alle potenziali ricompense (la sopravvivenza, rivedere la sua famiglia). La storia di Aron illustra il vantaggio evolutivo di poter spegnere il dolore: Il sistema discendente di modulazione del dolore ci permette di andare avanti con azioni potenzialmente salvavita.

Tuttavia, quando si è raggiunta la sicurezza o si è ottenuta la ricompensa, la guarigione è più importante. Lo stesso sistema discendente può allora “mettere in moto” la nocicezione del corpo per promuovere la guarigione e motivarci a evitare azioni potenzialmente dolorose. Per facilitare o inibire i segnali nocicettivi provenienti dal corpo, il sistema discendente di modulazione del dolore utilizza un insieme di cellule ON o OFF nel tronco encefalico, che regola la quantità di segnale nocicettivo che raggiunge il cervello. Il sistema discendente dipende dalla segnalazione degli oppioidi, e gli analgesici come la morfina alleviano il dolore attraverso questo circuito (Petrovic, Kalso, Petersson, & Ingvar, 2002).

Il potere analgesico della ricompensa

Pensare alle cose buone, come i suoi cari e la vita che lo aspetta, è stato probabilmente fondamentale per la sopravvivenza di Aron. La promessa di una ricompensa può essere sufficiente ad alleviare il dolore. Aspettarsi un sollievo dal dolore (avere meno dolore è spesso il miglior risultato possibile se si soffre, cioè è una ricompensa) da un trattamento medico contribuisce all’effetto placebo, dove il sollievo dal dolore è dovuto almeno in parte al circuito di modulazione discendente del cervello, e tale sollievo dipende dal sistema di oppioidi del cervello stesso (Eippert et al, 2009; Eippert, Finsterbusch, Bingel, & Buchel, 2009; Levine, Gordon, & Fields, 1978). Mangiare cibo gustoso, ascoltare buona musica, o sentire un tocco piacevole sulla pelle diminuisce anche il dolore sia negli animali che negli esseri umani, presumibilmente attraverso lo stesso meccanismo nel cervello (Leknes & Tracey, 2008).

In un esperimento ormai classico, Dum e Herz (1984) hanno nutrito i ratti con normale cibo per ratti o li hanno lasciati a banchettare con caramelle ricoperte di cioccolato altamente gratificanti (i ratti amano i dolci) mentre stavano su una piastra metallica fino a quando non hanno imparato esattamente cosa aspettarsi quando venivano messi lì. Quando la piastra è stata riscaldata a un livello nocivo/doloroso, i ratti che si aspettavano le caramelle hanno sopportato la temperatura per il doppio del tempo rispetto ai ratti che si aspettavano il cibo normale. Inoltre, questo effetto veniva completamente abolito quando il sistema oppioide (endorfina) dei ratti veniva bloccato con un farmaco, indicando che l’effetto analgesico dell’anticipazione della ricompensa era causato dal rilascio di endorfina.

Per Aron lo scalatore, sia lo stress di sapere che la morte era imminente sia l’anticipazione della ricompensa che sarebbe stata sopravvivere probabilmente hanno inondato il suo cervello di endorfine, contribuendo all’ondata di eccitazione ed euforia che ha sperimentato mentre eseguiva l’amputazione “come un bambino di cinque anni scatenato sui suoi regali di Natale” (Ralston, 2010). Questo ha alterato la sua esperienza del dolore per l’estremo danno tissutale che stava causando e gli ha permesso di concentrarsi sulla sua liberazione. Il nostro cervello, si scopre, può modulare la percezione di quanto sia sgradevole il dolore, pur mantenendo la capacità di sperimentare l’intensità della sensazione (Rainville, Duncan, Price, Carrier, & Bushnell, 1997; Rainville, Feine, Bushnell, & Duncan, 1992). Le ricompense sociali, come tenere la mano del proprio ragazzo o della propria ragazza, hanno effetti di riduzione del dolore. Anche guardare una sua foto può avere effetti simili – infatti, vedere la foto di una persona a cui ci sentiamo vicini non solo riduce le valutazioni soggettive del dolore, ma anche l’attività nelle aree cerebrali legate al dolore (Eisenberger et al., 2011). La cosa più comune da fare quando si vuole aiutare qualcuno a superare un’esperienza dolorosa – essere presenti e tenere la mano della persona – sembra avere un effetto positivo misurabile.

Il potere della mente

Il contesto del dolore e del tocco ha un grande impatto su come lo interpretiamo. Provate a immaginare come sarebbe diverso per Aron se qualcuno gli amputasse la mano contro la sua volontà e senza una ragione riconoscibile. Il dolore prolungato per le ferite può essere più facile da sopportare se l’incidente che lo causa fornisce un contesto positivo – come una ferita di guerra che testimonia il coraggio e l’impegno di un soldato – o il dolore fantasma di una mano che è stata tagliata per permettere alla vita di continuare.

Il significato relativo del dolore è illustrato da un recente esperimento, dove lo stesso calore moderatamente doloroso è stato somministrato ai partecipanti in due contesti diversi – un contesto di controllo dove l’alternativa era un calore non doloroso; e un altro dove l’alternativa era un calore intensamente doloroso. Nel contesto di controllo, dove il calore moderato era il risultato meno preferibile, è stato (senza sorpresa) valutato come doloroso. Nell’altro contesto era il miglior risultato possibile, e qui lo stesso identico calore moderatamente doloroso è stato effettivamente valutato come piacevole, perché significava che il calore intensamente doloroso era stato evitato. Questo cambiamento un po’ sorprendente nella percezione – dove il dolore diventa piacevole perché rappresenta il sollievo da qualcosa di peggiore – evidenzia l’importanza del significato che gli individui attribuiscono al loro dolore, che può avere effetti decisivi nel trattamento del dolore (Leknes et al., 2013). Nel caso del tatto, sapere chi o cosa ti sta accarezzando la pelle può fare la differenza – prova a pensare alle lumache la prossima volta che qualcuno ti accarezza la pelle se vuoi un’illustrazione di questo punto.

Dolore e piacere non condividono solo i sistemi di modulazione – un altro attributo comune è che non abbiamo bisogno di essere noi stessi a riceverlo per provarlo. Come vi siete sentiti quando avete letto di Aron che taglia i suoi stessi tessuti, o di “Thomas” che distrugge le sue stesse ossa senza saperlo? Avete rabbrividito? È molto probabile che alcune delle vostre aree cerebrali che elaborano gli aspetti affettivi del dolore fossero attive anche se i nocicettori nella vostra pelle e nei tessuti profondi non stavano sparando. Il dolore può essere vissuto indirettamente, come il prurito, il tatto piacevole e altre sensazioni. Tania Singer e i suoi colleghi hanno scoperto in uno studio fMRI che alcune delle stesse aree cerebrali che erano attive quando i partecipanti sentivano il dolore sulla propria pelle (cingolo anteriore e insula) erano attive anche quando veniva dato loro un segnale che una persona cara stava sentendo il dolore. Coloro che erano più “empatici” mostravano anche le risposte cerebrali più grandi (Singer et al., 2004). Un effetto simile è stato trovato per il tocco piacevole: L’insula posteriore dei partecipanti che guardano video del braccio di qualcun altro che viene accarezzato delicatamente mostra la stessa attivazione come se ricevessero il tocco stesso (Morrison, Bjornsdotter, & Olausson, 2011).