La nuova ricerca del New York Institute of Technology College of Osteopathic Medicine (NYIT) potrebbe aiutare a spiegare in che modo il senso dell’olfatto è influenzato nelle persone con autismo.
Gli individui con autismo hanno una “insistenza sull’uniformità” e spesso evitano elementi non familiari, inclusi nuovi odori e cibi, che possono influire sulla loro qualità di vita. Esperti hanno sottolineato che mentre molti studi si sono concentrati sulle caratteristiche comportamentali dell’autismo, sono necessarie ulteriori ricerche per aiutare a spiegare i suoi aspetti sensoriali.
Gonzalo Otazu ingegnere elettrico diventato neuroscienziato. Ricercatore uditivo trasformato in ricercatore olfattivo. Assistente Professore al NYIT, nel nuovo studio pubblicato nella rivista Nature Communications, insieme al suo team ha analizzato un modello murino di autismo, riportando differenze nei processi neurologici responsabili dell’olfatto.
Il team di ricercatori ha addestrato due gruppi di topi: un gruppo con una mutazione in un gene legato all’autismo (topi knockout CNTNAP2) e un gruppo neurotipico per riconoscere i profumi familiari. I topi quando hanno identificato con successo il profumo bersaglio, sono stati premiati con un sorso d’acqua.
Entrambi i gruppi sono riusciti a identificare il bersaglio, quindi, ai topi è stato affidato un compito più impegnativo: identificare i profumi bersaglio mentre gli odori non familiari venivano introdotti in sottofondo.
Gonzalo Otazu, paragona questo compito ai captcha di Internet, richiedono agli umani di identificare visivamente lettere e numeri inseriti in uno sfondo occupato o oscurato. I topi neurotipici mentre sono stati in grado di “filtrare” nuovi odori di fondo e identificare i profumi bersaglio, i topi knockout CNTNAP2 hanno faticato a farlo.
I ricercatori per capire meglio dove si verificava l’errore di elaborazione nel cervello dei topi knockout CNTNAP2, in ciascun animale hanno visualizzato l’attività neurale all’ingresso del bulbo olfattivo, la parte del cervello che inizialmente elabora l’olfatto. È stata utilizzata una tecnica chiamata imaging ottico intrinseco per visualizzare l’attività neurale vicino alla superficie del bulbo olfattivo: qui, i “segnali olfattivi”, svolgendo un ruolo chiave nel modo in cui il cervello calcola l’odore, vengono trasmessi ad altre parti del cervello per un’ulteriore elaborazione.
I segnali di input tuttavia erano molto simili tra i topi knockout CNTNAP2 e i topi neurotipici, ciò suggerisce che l’elaborazione del profumo nel modello di autismo è stata compromessa in una fase successiva, dopo che i segnali sono stati elaborati all’ingresso del bulbo olfattivo.
La scoperta è stata replicata anche quando i ricercatori hanno “retroingegnerizzato” i processi del cervello per identificare i profumi target in ambienti sconosciuti. Il team di ricercatori sfruttando l’apprendimento automatico, una forma di intelligenza artificiale che utilizza algoritmi per replicare i processi del cervello, ha applicato i segnali di input del bulbo olfattivo a un sofisticato algoritmo che corrispondeva alle elevate prestazioni dei topi neurotipici. I topi neurotipici hanno filtrato nuovi profumi di fondo e identificato i bersagli, ma questa complessa elaborazione è stata compromessa nei topi knockout CNTNAP2.
Gonzalo Otazu ha affermato:
«Ipotizziamo che i bulbi olfattivi nel modello murino di autismo potrebbero essere più facilmente sopraffatti dall’elaborazione di nuovi odori di fondo, questi risultati illustrano perché più studi relativi all’aspetto sensoriale dell’autismo sono così importanti. Documentando i processi neurali nel modello murino di autismo, le nostre scoperte possono aiutare a spiegare i circuiti cerebrali degli esseri umani con autismo e un giorno portare a progressi che migliorano la qualità della vita di questi individui».
