Neuroscienziati della Columbia University hanno trovato un modo per mappare visivamente la formazione della memoria, con possibili implicazioni per il trattamento della schizofrenia e dell'Alzheimer.
Neuroni dell'ippocampo (Fonte: Tristan Geiller / Losonczy Lab)
Uno dei più grandi misteri nella neuroscienze è come lavorano insieme i gruppi di cellule cerebrali per formare e mantenere i ricordi.
Ora un team di neuroscienziati della Columbia, guidato da Attila Losonczy dell'Istituto Zuckerman, ha dato una svolta in quest'area, catturando il modo in cui le cellule cerebrali dei topi eseguono calcoli mentre gli animali si muovevano nel loro mondo.
I ricercatori hanno ottenuto questo risultato con nuovi metodi analitici e di scansione che hanno sviluppato in collaborazione con i biologi nel laboratorio di Franck Polleux, neuroscienziato del Zuckerman Institute, così come con altri scienziati dell'Imperial College London, del Sainsbury Wellcome Center, e dell'Istituto di Medicina Sperimentale di Budapest.
Queste tecniche hanno permesso loro di osservare le interazioni tra le cellule cerebrali nell'ippocampo, l'area dove vengono creati i ricordi a lungo termine, mentre i topi esploravano nuovi ambienti e formavano ricordi sui luoghi che visitavano.
Tra le scoperte dei ricercatori c'è che il processo di formazione della memoria è un'attività più turbolenta di quanto si pensava finora. Hanno scoperto che quando vengono stimolati per la prima volta i neuroni chiamati 'cellule di posizione' (che sono coinvolti nella codifica delle informazioni sui nostri dintorni fisici), molti altri neuroni nelle vicinanze iniziano a conversare vigorosamente, creando una 'riconfigurazione massiccia' dei circuiti vicini.
I ricercatori ipotizzano che tali chiacchiere di gruppo servono ad amplificare nuove immagini mentali e a immagazzinarle per essere conservate.
"Gli scienziati sanno da decenni che le singole cellule di posizione rispondono a luoghi specifici, aiutando il cervello a creare mappe dell'ambiente", afferma Tristan Geiller, ricercatore post-dottorato del laboratorio di Losonczy e primo autore dello studio, apparso su Nature. "Ma sappiamo poco come le cellule parlano con altre cellule per eseguire i calcoli mentali che codificano questi ricordi".
Con un altro studio recente, i membri del laboratorio di Losonczy hanno scoperto che i nuovi ricordi sono consolidati gradualmente nell'ippocampo, in un periodo di ventiquattro ore o più, e che i periodi di riposo fisico sono essenziali perché il cervello possa completare il lavoro.
Losonczy afferma che la ricerca del suo gruppo potrebbe infine avere implicazioni cliniche:
"Comprendere meglio come il cervello crea le sue mappe mentali del mondo ci permette di guidare la ricerca su come è interrotta la memoria in disturbi come la schizofrenia e l'Alzheimer", dice. "Questo può a sua volta orientare gli esperimenti su terapie potenziali per i sintomi correlati alla memoria di questi disturbi".
Fonte: David J. Craig in Columbia University (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti:
- Satoshi Terada, Tristan Geiller, Zhenrui Liao, Justin O’Hare, Bert Vancura & Attila Losonczy. Adaptive stimulus selection for consolidation in the hippocampus. Nature, 8 Dec 2021, DOI
- Tristan Geiller, Sadra Sadeh, Sebastian Rolotti, Heike Blockus, Bert Vancura, Adrian Negrean, Andrew Murray,Balázs Rózsa, Franck Polleux, Claudia Clopath & Attila Losonczy. Local circuit amplification of spatial selectivity in the hippocampus. Nature, 1 Dec 2021, DOI
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