• Ambliopia
• Arricchimento ambientale
• Plasticità neuronale
• Sistema visivo

L’ambliopia, anche detta “occhio pigro”, è la più comune forma di deficit visivo di un occhio nell’adulto, con un’incidenza del 3% circa nella popolazione mondiale. Nell’uomo, l’ambliopia insorge principalmente in seguito a squilibrio funzionale dei due occhi causato da cataratta congenita, difetti di rifrazione (anisometropia) o disallineamento degli assi visivi (strabismo). Lo squilibro funzionale tra i due occhi induce uno shift di dominanza oculare dei neuroni corticali visivi a favore dell’occhio maggiormente usato e una perdita di acuità visiva nell’occhio sfavorito. Il risultato finale può essere una disabilità permanente che consiste nella compromissione della visione dei dettagli spaziali, nella perdita della visione binoculare e in deficit di visione stereoscopica. Il recupero di tali funzioni è possibile solo se una normale esperienza visiva viene ristabilita in stadi precoci di sviluppo cerebrale. Non esistono, invece, trattamenti capaci di indurre recupero in soggetti ambliopi adulti. Il mancato recupero dagli effetti dell’ambliopia nell’adulto è dovuto al declino della plasticità neurale che si verifica durante le fasi tardive di sviluppo delle circuiterie corticali, al termine del cosiddetto periodo critico.
Recentemente, la visione classica secondo la quale il decorso dei periodi critici avviene in maniera rigidamente programmata e non modificabile sperimentalmente è stata messa in discussione da nuovi studi che hanno mostrato come sia possibile riaprire, nella corteccia visiva matura, finestre di plasticità simili a quelle degli stadi giovanili. Un impulso importante è derivato dalle recenti scoperte dell’Istituto di Neuroscience del CNR di Pisa, mediante il paradigma dell’arricchimento ambientale (AA), una condizione di allevamento che prevede di tenere roditori in gruppi sociali numerosi, in ambienti di grandi dimensioni e in presenza di oggetti, quali scale, tunnel, ruote di movimento, che sono frequentemente cambiati dallo sperimentatore e sostituiti con altri equivalenti. Se confrontato con le condizioni definite standard (ambienti di piccole dimensioni, assenza di oggetti particolari, pochi individui per gabbia) l’AA offre agli animali l’opportunità di un’accresciuta attività motoria ed esplorativa e di una continua esposizione a stimoli sensoriali nuovi. I ricercatori dell’Istituto di Neuroscience del CNR hanno dimostrato che tre settimane di AA inducono un completo recupero dell’acuità visiva e della dominanza oculare in ratti adulti resi ambliopi tramite deprivazione monoculare a lungo termine, cioè tramite sutura delle palpebre di un occhio effettuata durante il periodo critico e mantenuta fino al raggiungimento dell'età adulta. Il recupero della plasticità in AA è associato a una marcata riduzione dell'inibizione GABAergica e un'aumentata espressione della neurotrofina BDNF nella corteccia visiva.
La possibilità di favorire il recupero dall'ambliopia tramite un protocollo non invasivo come l’AA offre interessanti possibilità applicative per l’uomo. L'elaborazione di nuovi protocolli di stimolazione ambientale in soggetti umani ambliopi richiede, in primo luogo, lo studio del contributo relativo dato da ciascuna delle variabili (sensoriali e motorie) presenti in AA agli effetti complessivi di riapertura della plasticità. Al momento, non è noto quale componente sia più efficace nel riprodurre l'aumento di plasticità indotto dall'AA nella corteccia visiva adulta. Una tale informazione sarebbe certamente decisiva per l'elaborazione di protocolli di stimolazione applicabili all'uomo. Nel mio lavoro di tesi ho effettuato una dettagliata caratterizzazione degli effetti di recupero delle funzioni visive indotti, in ratti adulti ambliopi, da protocolli di stimolazione ambientale basati sul potenziamento di singole variabili presenti nella condizione di AA: stimolazione visiva passiva (ottenuta mediante allevamento in gabbie standard posizionate al centro di un tamburo meccanico girevole sul quale erano incollati stimoli visivi retro-illuminati); stimolazione visiva attiva (ottenuta mediante allenamento dei ratti in un compito di apprendimento percettivo visivo operante all’interno di una vasca); stimolazione motoria, (ottenuta mediante gabbie standard dotate di una ruota di movimento che stimola l'esercizio fisico volontario). I miei risultati mostrano che l'esposizione di ratti adulti ambliopi a condizioni di aumentati livelli di esercizio fisico volontario, stimolazione visiva passiva o stimolazione visiva attiva inducono un recupero delle funzioni visive (acuità visiva e binocularità).