Il sistema noradrenergico ha una ben definita caratterizzazione neurochimica. Le fibre a partenza dal locus coeruleus hanno una proiezione diffusa a tutta la corteccia ed in particolare al cervelletto, alla corteccia frontale, alle strutture limbiche, alle aree senso-motorie. Il Locus coeruleus è un nucleo situato nel tronco encefalico, il suo nome deriva dalle parole latine “caeruleus”, che significa “azzurro”, e “locus”, cioè “luogo”, “regione”, per la sua colorazione tendente all’azzurro. Esso è all’origine della maggior parte delle azioni della noradrenalina nel cervello, ed è coinvolto nelle risposte a stress.
Come di vede nella figura accanto le proiezioni noradrenergiche del Locus Ceruleus collegano tutta una serie di strutture molto importanti per l’attività cognitiva e ciò ci induce a pensare che questo sistema abbia un ruolo determinante nella attività di arousal.
Preso a se stante lo stato di arousal è inconscio poiché non è intenzionale, mentre il suo funzionamento richiede un’attività sinergica intenzionale, quindi conscia, che definiamo “attenzione”.
Il passaggio da arousal ad attenzione implica, di conseguenza, il coinvolgimento di altre strutture neurali che indirizzino in maniera specifica l’attività cognitiva verso gli input ambientali ritenuti significativi e meritevoli di interazione con il mondo interiore.
L’arousal subisce l’influenza dei ritmi circadiani di sonno-veglia, fame-sazietà, temperatura corporea, secrezioni ormonali. Infatti il sistema noradrenergico è particolarmente importante in questi aspetti di cronobiologia e ne influenza il di funzionamento.
Per diventare coscienti tali processi cognitivi hanno bisogno che il sistema noradrenergico coinvolga il sistema dopaminergico meso-limbico-corticale, con cui si connette attraverso l’Area Tegmentale Ventrale.
L’attivazione del sistema dopaminergico ci permette di spiegare ragionevolmente il passaggio dal concetto di arousal a quello di attenzione. Per comprenderlo meglio ci possiamo riferire al modello proposto da Dennet e Kinsbourne (1992) dove il singolo evento, per così dire puntiforme (ad es. il singolo attimo di arousal) è considerato in funzione del tempo.
Se noi consideriamo il singolo evento puntiforme, esso è inconscio, ma nel momento in cui lo consideriamo o anche lo sperimentiamo, come attimo immediatamente precedente e successivo ad un altro attimo, arriviamo ad una comprensione di attimi ravvicinati il cui fluire diviene, con tutto ciò che li accompagna, conscio.
Diviene, allora, comprensibile come le funzioni di “attenzione” e di “working memory” debbano necessariamente integrarsi e funzionare in modo interdipendente. Infatti le funzioni esecutive e di controllo dei comportamenti dipendono dalla sinergica attività dei sistemi noradrenergico e dopaminergico. Essi sono condizionati sia da fattori congeniti predisponenti che da fattori acquisiti interferenti sulla maturazione di queste aree in forma di esprerienze di vita, anche attraverso l’azione su tali sistemi neuronali di droghe. Infatti i sistemi che coinvolgono le aree prefrontali terminano la loro maturazione ben oltre l’adolescenza e le abitudini screscenti delle giovani generazioni ad assumere alcool o droghe produce una interferenza che può interferire stabilmente per il resto della vita sulla capacità di controllo dei propri comportamenti.
L’amigdala, l’insula e il sistema noradrenergico del locus ceruleus svolgono la fondamentale funzione di “drive” emozionale e vengono a loro volta influenzati dal sistema di reward (ricompensa) le cui strutture più importanti coinvolte sono il nucleo accumbens e l’area Tegmentale Ventrale, stazioni della via dopaminergica meso-limbico-corticale. In tali circuiti sono implicati anche i sistemi degli endocannabinoidi, degli oppiodi endogeni e del gaba, che sono particolarmente importanti nella risposta allo stress e nella regolazione dell’ansia, della depressione, della noia, dell’aggressività e dell’euforia. Questa loro implicazione spiega perché l’essere umano è particolarmente suscettibile a sviluppare dipendenza dalle rispettive droghe.
L’integrazione fra sistema noradrenergico e dopaminergico meso-limbico-corticale si riscontra nella osservazione che la corteccia prefrontale è necessaria per mentalizzare le relazioni tra le azioni in atto o programmate e le loro conseguenze. Ciò si attua attraverso il richiamo di esperienze memorizzate proprie, osservate o desunte per similitudine e la valutazione delle possibili evoluzioni nel tempo come conseguenza delle azioni in atto.
Il coinvolgimento combinato del sistema dopaminergico, implicato nelle risposte di gratificazione, e del sistema noradrenergico di arousal, è fondamentale nel favorire o nell’interrompere un comportamento motorio. Le alterazioni di questa funzione di controllo comportamentale possono portare ad un’anomala regolazione dell’intenzione volontaria dei comportamenti, disfunzione alla base dell’insorgenza delle patologie compulsive e di dipendenza.
Possiamo pensare al sistema dopaminergico meso-limbico-corticale come un sistema di navigazione che aggiorna con feedback continui l’azione man mano che si svolge controllando il corretto raggiungimento della destinazione. L’instaurarsi di comportamenti o patologie compulsive depotenzia progressivamente il sistema di controllo prefrontale promuovendo destinazioni sempre più prossime nel tempo ovvero legate al momento presente, in forma di gratificazioni a breve termine, a scapito di gratificazioni differite, anche se più convenienti per il soggetto.