Il termine sistema di ricompensa si riferisce a un gruppo di strutture che vengono attivate da stimoli gratificanti o rinforzanti. Quando è esposto a uno stimolo gratificante, il cervello risponde aumentando il rilascio del neurotrasmettitore dopamina e, quindi, le strutture associate al sistema di ricompensa si trovano lungo le principali vie della dopamina nel cervello.
In particolare, gli studi ritengono che la via mesolimbica della dopamina svolga un ruolo primario nel sistema di ricompensa. Collega l’area tegmentale ventrale (VTA), una delle principali aree produttrici di dopamina nel cervello, con il nucleo accumbens, un’area che si trova nello striato ventrale e che è fortemente associata alla motivazione e alla ricompensa. Un altro importante percorso della dopamina, il percorso mesocorticale, viaggia dalla VTA alla corteccia cerebrale ed è anche considerato parte del sistema di ricompensa. Quindi, il sistema di ricompensa è generalmente considerato composto dalle principali vie della dopamina del cervello (specialmente la via mesolimbica) e da strutture come la VTA e il nucleo accumbens, che sono collegate da queste vie della dopamina.
I primi studi
Negli anni ’50, James Olds e Peter Milner impiantarono degli elettrodi nel cervello dei ratti e permisero agli animali di premere una leva per ricevere una leggera scarica di stimolazione elettrica al cervello. Olds e Milner scoprirono che c’erano alcune aree del cervello che i ratti avrebbero premuto ripetutamente la leva per ricevere la stimolazione. Hanno trovato una regione conosciuta come l’area settale, che si trova appena sotto l’estremità anteriore del corpo calloso, per essere la più sensibile. Uno dei ratti nel loro esperimento ha premuto una leva 7500 volte in 12 ore per ricevere la stimolazione elettrica qui.
Gli esperimenti di Olds e Milner erano significativi perché sembravano verificare l’esistenza di strutture cerebrali che sono dedicate a mediare esperienze gratificanti. Infatti, se i topi premevano ripetutamente la leva per ricevere la stimolazione di queste aree, ciò suggeriva che stavano godendo dell’esperienza. Studi successivi hanno cercato di mappare più accuratamente queste “aree di ricompensa” e si è scoperto che alcune delle aree più sensibili sono situate lungo il fascio mediale del prosencefalo. Il fascio mediale del prosencefalo è una grande collezione di fibre nervose che viaggia tra la VTA e l’ipotalamo laterale, facendo molte altre connessioni lungo la strada. Alcune aree del fascio mediale del proencefalo sono risultate così sensibili che i ratti avrebbero scelto di ricevere la stimolazione rispetto al cibo o al sesso.
Alla fine è stato riconosciuto che i neuroni della dopamina sono attivati durante questo tipo di stimolazione cerebrale gratificante, e i ricercatori hanno scoperto che potevano indurre i ratti a smettere di premere la leva somministrando un antagonista della dopamina (un farmaco che blocca gli effetti della dopamina). In altre parole, senza l’attività della dopamina i ratti avevano meno probabilità di trovare la stimolazione cerebrale rinforzante, e così hanno smesso di premere la leva del tutto. Altre prove, come la scoperta che gli antagonisti della dopamina sembravano ridurre le qualità gratificanti di droghe come le anfetamine, supportavano ulteriormente l’importanza del ruolo della dopamina nella ricompensa.
Il ruolo della dopamina nel sistema di ricompensa
Sulla base degli esperimenti di stimolazione cerebrale e dell’importanza sempre più riconosciuta della dopamina nella ricompensa, l’attenzione ha cominciato a concentrarsi sulle principali vie della dopamina che giocano un ruolo importante nella mediazione delle esperienze gratificanti. Il fascio mediale del prosencefalo collega la VTA, ricca di dopamina, con il nucleo accumbens ed è considerato parte della via mesolimbica della dopamina. Alla fine è stato riconosciuto che, quando usiamo una droga che crea dipendenza o sperimentiamo qualcosa di altrimenti gratificante, i neuroni della dopamina nella VTA vengono attivati.
Questi neuroni proiettano al nucleo accumbens attraverso la via della dopamina mesolimbica, e la loro attivazione fa aumentare i livelli di dopamina nel nucleo accumbens. Inoltre, interrompere questo percorso nei roditori che erano diventati dipendenti a premere una leva per la stimolazione cerebrale o una ricompensa di droga ha causato loro di smettere di premere la leva, suggerendo queste aree sono di fondamentale importanza per il verificarsi di comportamenti di dipendenza.
