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Cervello consolida la memoria con onde cerebrali a tre fasi

Cervello consolida la memoria con onde cerebrali a tre fasi La nostra memoria a lungo termine si consolida quando dormiamo.


Le tracce di memoria a breve termine sono nell'ippocampo (un'area profonda del cervello) e vengono poi trasferite alle parti più esterne del cervello (neocorteccia).


Un team internazionale di neuroscienziati, che comprende Mathilde Bonnefond e Til Ole Bergmann dell'Istituto Donders della Radboud Universiy, mostra ora su Nature Neuroscience come una oscillazione nel cervello di tre fasi ha un ruolo importante in questo processo. La Bonnefond e Bergmann sono specializzati nella ricerca sulle oscillazioni: le onde di attività cerebrale.


La Bonnefond spiega che "il sonno «Non-Rapid Eye Movement» (NREM) è responsabile del consolidamento della memoria durante il sonno. Il NREM è noto per le sue oscillazioni molto lente (Slow Oscillations - SO). Altri tipi di oscillazioni sono nascosti all'interno di queste SO. Abbiamo scoperto che tre tipi di oscillazioni sono annidate una dentro l'altra nell'ippocampo e hanno una funzione congiunta".

 

Onde lente, fusi e increspature

Le oscillazioni lente hanno un ciclo solo di circa un secondo (~0,75 Hz). In un determinato periodo di tempo  all'interno di queste SO, Bergmann, la Bonnefond ed i loro colleghi hanno trovato gruppi di oscillazioni di velocità intermedia: i cosiddetti «fusi» che avvengono circa 15 volte al secondo (12-16 Hz).


E all'interno di questi fusi, hanno trovato gruppi di oscillazioni superveloci chiamate crespature, con cicli di circa 90 volte al secondo (80-100 Hz), e che riflettono la riattivazione locale della traccia di memoria da portare alla corteccia.


Per riassumere: le SO contengono fusi, che a loro volta contengono increspature. "Studi precedenti avevano accoppiato solo questi tipi di oscillazione in coppie", spiega la Bonnefond. "Ma ora, abbiamo visto che le SO, i fusi e le increspature sono accoppiati funzionalmente nell'ippocampo. E ipotizziamo che essi forniscano cornici temporali con sintonia fine per trasferire le tracce di memoria alla neocorteccia".

 

Epilessia

Il gruppo di ricercatori ha studiato il processo nei pazienti umani con epilessia durante il sonno naturale. I medici cercavano le aree cerebrali responsabili della loro epilessia, e l'attuale ricerca è stata fatta contemporaneamente: i ricercatori hanno registrato le oscillazioni all'interno del cervello con elettrodi speciali.


La Bonnefond afferma: "Questa è stata una grande opportunità per indagare l'ippocampo, dal momento che è difficile misurare le regioni cerebrali profonde con tecniche elettrofisiologiche classiche, che misurano dall'esterno del cranio".


I pazienti non dovevano ricordare una informazione specifica. "Consolidiamo i ricordi ogni notte, quindi abbiamo studiato il processo in generale. Il passo successivo sarebbe collegare questi gruppi di oscillazioni a ricordi specifici".

 

 

 


Fonte: Radboud University (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Bernhard P Staresina, Til Ole Bergmann, Mathilde Bonnefond, Roemer van der Meij, Ole Jensen, Lorena Deuker, Christian E Elger, Nikolai Axmacher, Juergen Fell. Hierarchical nesting of slow oscillations, spindles and ripples in the human hippocampus during sleep. Nature Neuroscience, 2015; DOI: 10.1038/nn.4119

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