Disturbi della coscienza, il ruolo chiave dei neuroni inibitori svelato da un cervello virtuale

Uno studio internazionale a cui ha partecipato l’Università Statale di Milano, svolto tramite un innovativo modello biocomputazionale, ha esplorato diversi tipi di lesione cerebrale e l’effetto dei farmaci GABAergici, suggerendo che i neuroni inibitori svolgano un ruolo più rilevante di quanto finora ipotizzato nel mantenimento e nel recupero degli stati di coscienza. Uno scenario da approfondire per definire i meccanismi molecolari e la tipologia di pazienti reattiva al trattamento. La ricerca è stata pubblicata su PNAS

Milano, 7 ottobre 2026 – Una nuova ricerca internazionale, pubblicata su PNAS, ha esplorato i disturbi della coscienza, tramite un modello biocomputazionale capace di simulare il funzionamento delle reti cerebrali danneggiate e l’effetto dello zolpidem, un farmaco solitamente usato per l’insonnia, suggerendo condizioni in cui potrebbe favorire un recupero temporaneo delle funzioni associate alla coscienza.

Francesco Achilli, primo autore dello studio, ha svolto la sperimentazione nel corso della specializzazione in Psichiatria all’Università Statale di Milano, sotto la guida del prof. Bernardo Dell’Osso, durante un periodo di ricerca in Canada, presso il laboratorio del prof. Guillaume Dumas all’ospedale CHU Sainte-Justine dell’Università di Montréal, in collaborazione con il prof. Jean-Pierre Changeux (Institut Pasteur e Collège de France).

Attraverso una rete neurale computazionale biologicamente ispirata, i ricercatori hanno simulato diversi tipi di lesione cerebrale (localizzate, come nell’ictus, o diffuse, come nel trauma cranico). È stato sviluppato un sofisticato modello computazionale del cervello, realizzando una simulazione biologicamente realistica per riprodurre diverse tipologie di lesioni associate ai disturbi della coscienza. Il modello ha consentito di osservare come i circuiti neurali reagiscano a differenti alterazioni funzionali e di esplorare meccanismi che non possono essere studiati direttamente nell’essere umano.

Lo studio suggerisce che la perdita di coscienza non dipenda soltanto dall’entità del danno cerebrale, ma soprattutto da come le lesioni alterano la capacità delle diverse aree del cervello di comunicare tra loro. Quando le connessioni tra regioni chiave della rete cerebrale vengono compromesse, l’attività neurale tende a diventare meno coordinata e meno capace di sostenere gli stati associati alla coscienza.

Inoltre, è stato esplorato il ruolo del sistema GABAergico, il principale meccanismo inibitorio del cervello che regola l’attività neuronale, mantenendo un equilibrio tra eccitazione e inibizione: modificare questo equilibrio può influenzare profondamente la dinamica delle reti cerebrali danneggiate.

I ricercatori hanno quindi testato l’effetto dello zolpidem, un farmaco comunemente usato per l’insonnia. Il farmaco potenzia la trasmissione neurale inibitoria mediata dal GABA, il principale neurotrasmettitore responsabile della riduzione e del controllo dell’attività neuronale nel sistema nervoso centrale.

Le simulazioni hanno evidenziato un risultato inatteso: in specifiche configurazioni di danno cerebrale, l’attivazione dei neuroni inibitori ha consentito al cervello virtuale di recuperare livelli di funzionamento nettamente superiori a quelli previsti. Nonostante l’entità delle lesioni, i circuiti neurali simulati sono stati infatti in grado di riorganizzarsi in modo più efficiente.

I risultati suggeriscono che, in alcune circostanze, ridurre l’attività cerebrale possa essere più efficace che incrementarla. In altre parole, favorire un effetto ‘calmante’ sui circuiti neurali potrebbe contribuire al recupero più di quanto non facciano strategie orientate esclusivamente alla stimolazione.

“È un effetto paradosso, osservato solo in una piccola parte dei pazienti (circa il 5-7%) e di cui non si conoscono ancora precisamente i meccanismi. I risultati suggeriscono che il farmaco possa funzionare quando il danno colpisce in modo moderato i circuiti inibitori, perché ripristina l’equilibrio tra eccitazione e inibizione. Il modello offre quindi un’ipotesi verificabile per capire quali pazienti potrebbero rispondere al trattamento, in una prospettiva di medicina di precisione” conclude Achilli, che sta attualmente proseguendo i suoi studi nel corso di dottorato all’Università di Ferrara.

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