ultimo aggiornamento: 10 Ottobre 2020 alle 1:22

definizione

La locuzione, tradotta letteralmente, significa «teoria del cancello» ed è utilizzata per descrivere una teoria sul controllo della trasmissione degli impulsi nervosi alla base della sensazione del dolore: deve essere considerata una pietra miliare nella comprensione dei meccanismi algogeni; formulata per la prima volta nel 1965 dallo psicologo canadese Ronald Melzack e dal neuroscienziato inglese Patrick Wall, in uno studio sui canali ionici controllati da ligandi («Pain mechanisms: a new theory» Science 150: 971–979, 1965), la «gate control theory» fornisce un modello esplicativo delle modalità di attivazione dei recettori cellulari, che permette di comprendere i processi nocicettivi, ossia relativi alla percezione e trasmissione del dolore.

Nell’ambito degli studi sulla neurofisiologia del dolore, la «gate control theory» ha rappresentato uno dei più significativi passi avanti nella comprensione dei processi neurologici alla base della nocicezione, che ha permesso di creare quella visione che permette, oggi, alla International Association for the Study of Pain (IASP: associazione internazionale per lo studio del dolore) di definire il dolore come “un’esperienza sensoriale ed emotiva avversa, tipicamente causata o verosimilmente causata da una lesione tissutale, effettiva o potenziale.”

neurofisiologia e trasmissione dello stimolo doloroso

Il dolore viene captato a livello periferico da un particolare tipo di recettori, i cosiddetti nocicettori, che trasmettono poi il segnale attraverso fibre nervose mielinizzate (a trasmissione veloce) o amieliniche (a trasmissione lenta) alle stazioni nervose superiori del sistema enrvoso: queste fibre trasportano gli stimoli algogeni dal recettore periferico, localizzato sulla cute, su una mucosa, su una sierosa o sulla capsula di un organo fino al midollo spinale od a i nuclei sensitivi dei nervi cranici, facendo sinapsi su neuroni deputati alla trasmissione del messaggio dolorifico ad una delle strutture encefaliche deputate all’elaborazione della risposta (corteccia cerebrale, talamo, ipotalamo, grigio periacqueduttale …).

La «gate control theory» parte dal presupposto che il sistema nervoso centrale non sia un semplice relè passivo che “passa” le informazioni, ma un componente attivo in grado di controllare i segnali percepiti: la teoria originale, basata sull’analisi dei segnali midollari, ipotizzava la presenza di “cancelli neurali” («neural gate») a livello delle corna dorsali del midollo spinale, in particolare tra le fibre afferenti periferiche e gli interneuroni di natura inibitoria, localizzati nella cosiddetta sostanza gelatinosa di Rolando; fondava, cioè, le sue deduzioni sull’interazione e modulazione reciproca che avviene tra le fibre nervose dolorifiche e quelle non dolorifiche, in particolare le afferenze tattili, poiché entrambe le fibre convergono su un unico neurone, detto neurone di proiezione o neurone T, il cui compito è quello di proiettare i segnali fino ai centri superiori, pur essendo fortemente influenzato nella sua capacità di trasmissione dalle attività degli interneuroni inibitori.

Il meccanismo proposto da Melzack e Wall per spiegare il funzionamento della teoria del cancello si basa sulla maggior attività delle fibre non nocicettive in grado di bloccare l’attività delle fibre nocicettive per mezzo dell’attivazione degli interneuroni inibitori della sostanza gelatinosa di Rolando, con conseguente ipoalgesia o analgesia; il secondo meccanismo è la presenza di una maggior attività delle fibre nocicettive, capaci di provocare una de-attivazione degli interneuroni inibitori, causando un’esacerbazione del dolore. Il terzo elemento è la presenza di un “cancello neurale”, che si crea tra fibre nocicettive e non nocicettive, dinamicamente modulato, in senso facilitatorio o inibitorio, da un ipotetico sistema discendente: un sistema top-down che dal talamo può raggiungere il midollo spinale per controllare l’apertura o chiusura del cancello, attraverso il rilascio di neurotrasmettitori inibitori o eccitatori a livello dell’interneurone o attraverso il rilascio di endorfine a livello delle corna dorsali del midollo spinale.

considerazioni sulla gate control theory

Questa teoria, all’avanguardia nel momento in cui fu formulata, ha gettato le basi per una concezione più unitaria e articolata del dolore, riconoscendo al sistema nervoso centrale un ruolo attivo nella modulazione dei segnali nervosi: l’idea innovativa era rappresentata dal fatto che si riconoscesse al cervello la responsabilità di “concedere” la possibilità agli stimoli dolorosi di transitare per giungere a stazioni superiori, solo dopo aver stabilito che si trattava di “messaggi importanti”; questa visione ha permesso di sviluppare procedure terapeutiche in grado di agire sui «neural gate» per bloccare la percezione dolorosa.

Lo stesso Patrick Wall fu uno degli artefici della messa a punto della T.E.N.S. (transcutaneous electrical nerve stimulation), capace inibire elettricamente le fibre non nocicettive di grosso calibro, inducendo l’attivazione degli interneuroni inibitori e conseguente “chiusura dei cancelli neurali”; l’utilizzo della stimolazione tattile per lenire il dolore è una pratica istintiva che attuiamo, inconsapevolmente, quando carezziamo o tocchiamo delicatamente e “con premura” un’area colpita o che abbiamo urtato, per sentire meno dolore: questa pratica è alla base della tecnica del “touch assist” o della stimolazione pressoria dei meridiani in direzione di un’area dolorosa (passeggiata sul meridiano).

Ovviamente basandosi sulle conoscenze del 1965, che ipotizzavano che il dolore fosse esclusivamente un problema periferico, Melzack e Wall introdussero un’innovazione radicale nella conoscenza dei meccanismi del dolore, avendo previsto un sistema di modulazione discendente, pur essendo consapevoli che la loro teoria avesse delle lacune; già nel 1968 Melzack, insieme al neurologo americano Kenneth Lyman Casey, rivide in maniera radicale il concetto di dolore, descrivendolo come un’esperienza sensoriale multidimensionale caratterizzata da componenti sensoriali, affettive e cognitive” e non più come sensazione sgradevole legata unicamente a un danno tissutale («Sensory, motivational, and central control determinants of pain: a new conceptual model.» in The Skin Senses, edited by Kenshalo D. Springfield, IL: C. C. Thomas, 1968, p. 423–439): questo studio apriva la porta al fatto che esistessero fattori psicologici in grado di svolgere una parte integrante e rilevante nella genesi del dolore, cessando di essere considerati come semplici reazioni al dolore.

La «teoria del gate control», nonostante debba essere contestualizzata alle conoscenze dell’epoca in cui fu presentata, rappresentò un enorme stimolo alla ricerca sul cervello e sulle neuroscienze cognitive: da allora si sono susseguite nuove prospettive nell’interpretazione dei meccanismi di trasmissione dello stimolo algogeno, come la presenza di meccanismi cerebrali alla base della genesi del dolore (P. D. Wall – «The gate control theory of pain mechanisms. A re- examination and re-statement» Brain, vol. 101, no. 1, pp. 1–18, 1978), la presenza di network informazionali complessi a livello del midollo spinale, che contemplano aree erano connesse a più livelli in grado di modificarsi se sottoposte a stimoli ridondanti, come avviene, ad esempio, nel dolore cronico (A. J. Todd – «Neuronal circuitry for pain processing in the dorsal horn» Nature Reviews Neuroscience, vol. 11, no. 12, pp. 823–836, 2010).

Alla luce delle scoperte nel campo delle neuroscienze ed, in particolar modo, al lavoro di Vilayanur Subramanian Ramachandran sulla sindrome dell’arto fantasma, indussero Melzack a sviluppare una nuova teoria sulla compartecipazione emotiva, biologica e cognitiva dell’elaborazione del dolore, introducendo il concetto di «neuromatrix» (R. Melzack – «Phantom limbs and the concept of a neuromatrix» Trends Neurosci 1990;13:88–92 ÷ R. Melzack – «From the gate to the neuromatrix» PAIN 1999: S121–6); la teoria della neuromatrice non solo sottolineò l’estrema plasticità del cervello, ma pose un particolare accento sul concetto di multidimensionalità del dolore, riconoscendo che gli input in grado di produrre un’esperienza dolorifica possono essere fenomeni collegati all’aspetto sensoriale-discriminativo (trasduzione e trasmissione nocicettiva), manifestazioni affettivo-emozionali (sistema limbico, circuito neuro-ormonale e sistema immunitario) o espressioni della componente cognitiva (cultura, educazione, stato dell’umore, pregresse esperienze di dolore, patterns e metaprogrammi, sistemi di credenza).