Iscriviti alla newsletter



Registrati alla newsletter (giornaliera o settimanale):
Ricevi aggiornamenti sulla malattia, gli eventi e le proposte dell'associazione. Il tuo indirizzo email è usato solo per gestire il servizio, non sarà mai ceduto ad altri.


Come funziona il cervello: dopo 100 anni è chiaro il ruolo delle spine dendritiche

Il cervello, l'organo meno conosciuto del corpo umano, è una massiccia rete di neuroni elettricamente eccitabili, tutti comunicanti tra di loro attraverso i recettori sui rami dei loro dendriti. In qualche modo queste cellule lavorano insieme per consentire le grandi imprese dell'apprendimento e della memoria umana. Ma come?

I ricercatori sanno che le spine dendritiche hanno un ruolo fondamentale. Queste piccole strutture membranose sporgono dai rami dei dendriti; sparse in tutto l'albero dendritico, le spine di un neurone raccolgono segnali da una media di altri 1.000 [neuroni]. Ma la loro funzione era rimasta solo parzialmente compresa dopo più di un secolo dalla loro scoperta.


Simulazione al computer che mostra la tensione (in
millivolt), codificata dal colore, nella porzione di
albero dendritico di un neurone. Sono state fissate
ai dendriti delle spine generate dal computer, e
sono state attivate le sinapsi su sette spine vicino al
centro, aumentando la tensione in quelle sedi. La
simulazione quantifica la diffusione di carica
elettrica e il relativo aumento della tensione nelle
parti vicine dell'albero dendritico per un breve
periodo (1-1/3 millisecondi) dopo che le sinapsi
sono state attivate. (Credit: Image courtesy of
Northwestern University)


Un ricercatore della Northwestern University, in collaborazione con scienziati del Howard Hughes Medical Institute (HHMI), nel Janelia Farm Research Campus, ha recentemente aggiunto un pezzo importante del puzzle che spiega come i neuroni "parlano" tra di loro. I ricercatori hanno dimostrato che le spine fungono da compartimenti elettrici nel neurone, isolando e amplificando i segnali elettrici ricevuti dalle sinapsi, i siti in cui i neuroni si collegano l'uno con l'altro.


La chiave di questa scoperta è il risultato di esperimenti innovativi del Campus di Ricerca Janelia Farm e delle simulazioni al computer effettuate alla Northwestern University, capaci di misurare le risposte elettriche sulle spine dei dendriti. "Questa ricerca dimostra definitivamente che le spine dendritiche rispondono a, ed elaborano, gli input sinaptici non solo chimicamente, ma anche elettricamente", ha detto William Kath, professore di scienze ingegneristiche e matematica applicata alla McCormick School of Engineering della Northwestern, professore di neurobiologia al College Weinberg di Arti e Scienze, e uno degli autori dello studio.


Le spine dendritiche esistono in una varietà di forme, ma in genere consistono di una testa della spina bulbosa all'estremità di un tubo sottile, o collo. Ogni testa della spina contiene una o più sinapsi e si trova molto vicino ad un assone proveniente da un altro neurone.


Gli scienziati hanno compreso meglio le proprietà chimiche delle spine dendritiche: i recettori della loro superficie sono noti per rispondere ad una serie di neurotrasmettitori, quali glutammato e glicina, rilasciati da altri neuroni. Ma a causa delle dimensioni estremamente ridotte delle spine - circa 1/100 del diametro di un capello umano - le loro proprietà elettriche sono sempre state difficili da studiare.


In questo studio, i ricercatori del Janelia Farm Research Campus dell'HHMI hanno utilizzato tre tecniche sperimentali per valutare le proprietà elettriche delle spine dendritiche nell'ippocampo dei ratti, una parte del cervello che ha un ruolo importante nella memoria e nella navigazione spaziale. In primo luogo, i ricercatori hanno utilizzato due micro-elettrodi per somministrare corrente e misurare il voltaggio della risposta in sedi diverse lungo i dendriti. Hanno poi usato una tecnica chiamata "sprigionamento di glutammato" [glutamate uncaging], un processo che comporta il rilascio di glutammato (un neurotrasmettitore eccitatorio), per evocare risposte elettriche da sinapsi specifiche, come se la sinapsi abbia appena ricevuto un segnale da un neurone adiacente. Un terzo processo ha usato un colorante sensibile al calcio (il calcio è un indicatore chimico di un evento sinaptico) iniettato nel neurone per fornire una rappresentazione ottica delle variazioni di tensione all'interno della spina.


Alla Northwestern i ricercatori hanno utilizzato modelli computazionali di neuroni reali (ricostruiti dallo stesso tipo dei neuroni di ratto) per costruire una rappresentazione 3D del neurone con informazioni accurate sulla posizione, il diametro e le proprietà elettriche di ogni dendrito. Le simulazioni al computer, di concerto con gli esperimenti, hanno indicato che la resistenza elettrica delle spine è coerente in tutti i dendriti, indipendentemente da dove si trovano sull'albero dendritico.


Anche se è ancora necessaria molta ricerca per capire in pieno il cervello, la conoscenza dell'elaborazione elettrica delle spine potrebbe portare a progressi nel trattamento di malattie come l'Alzheimer e l'Huntington. "Il cervello è molto più complicato di qualsiasi computer che abbiamo mai costruito, e capire come funziona potrebbe condurre a progressi non solo in medicina, ma in aree che non abbiamo ancora considerato", dice Kath. "Potremmo imparare a elaborare le informazioni in modo che adesso possiamo solo intuire".

 

 

 

 

***********************
Cosa pensi di questo articolo? Ti è stato utile? Hai rilievi, riserve, integrazioni? Conosci casi o ti è successo qualcosa che lo conferma? o lo smentisce? Puoi usare il modulo dei commenti qui sotto per dire la tua opinione. Che è importante e unica.

 

***********************
Fonte: Materiale della Northwestern University.

Riferimento:
Mark T. Harnett, Judit K. Makara, Nelson Spruston, William L. Kath, Jeffrey C. Magee. Synaptic amplification by dendritic spines enhances input cooperativity. Nature, 2012; 491 (7425): 599 DOI: 10.1038/nature11554.

Pubblicato in ScienceDaily il 5 Dicembre 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.

Copyright: Tutti i diritti di eventuali testi o marchi citati nell'articolo sono riservati ai rispettivi proprietari.

Liberatoria: Questo articolo non propone terapie o diete; per qualsiasi modifica della propria cura o regime alimentare si consiglia di rivolgersi a un medico o dietologo. Il contenuto non dipende da, nè impegna l'Associazione Alzheimer onlus di Riese Pio X. I siti terzi raggiungibili da eventuali links contenuti nell'articolo e/o dagli annunci pubblicitari proposti da Google sono completamente estranei all'Associazione, il loro accesso e uso è a discrezione dell'utente. Liberatoria completa qui.

Nota: L'articolo potrebbe riferire risultati di ricerche mediche, psicologiche, scientifiche o sportive che riflettono lo stato delle conoscenze raggiunte fino alla data della loro pubblicazione.

Sostieni l'Associazione; una donazione, anche minima, ci aiuterà ad assistere malati e famiglie e continuare ad informarti. Clicca qui a destra:



Notizie da non perdere

Identificata nuova forma di Alzheimer ad esordio molto precoce

16.06.2020 | Ricerche

Ricercatori della Mayo Clinic hanno definito una forma di morbo di Alzheimer (MA) che co...

Svolta per l'Alzheimer? Confermato collegamento genetico con i disturbi i…

26.07.2022 | Ricerche

Uno studio eseguito in Australia alla Edith Cowan University (ECU) ha confermato il legame tra Alzhe...

Lavati i denti, posticipa l'Alzheimer: legame diretto tra gengivite e mal…

4.06.2019 | Ricerche

Dei ricercatori hanno stabilito che la malattia gengivale (gengivite) ha un ruolo decisi...

Il cammino può invertire l'invecchiamento del cervello?

2.09.2021 | Esperienze & Opinioni

Il cervello è costituito principalmente da due tipi di sostanze: materia grigia e bianca...

Alzheimer e le sue proteine: bisogna essere in due per ballare il tango

21.04.2016 | Ricerche

Per anni, i neuroscienziati si sono chiesti come fanno le due proteine ​​anomale amiloid...

Livelli di ossigeno nel sangue potrebbero spiegare perché la perdita di memori…

9.06.2021 | Ricerche

Per la prima volta al mondo, scienziati dell'Università del Sussex hanno registrato i li...

Smontata teoria prevalente sull'Alzheimer: dipende dalla Tau, non dall�…

2.11.2014 | Ricerche

Una nuova ricerca che altera drasticamente la teoria prevalente sull'or...

10 Consigli dei neurologi per ridurre il tuo rischio di demenza

28.02.2023 | Esperienze & Opinioni

La demenza colpisce milioni di persone in tutto il mondo, quasi un over-65 su 10. Nonost...

Immergersi nella natura: gioia, meraviglia ... e salute mentale

10.05.2023 | Esperienze & Opinioni

La primavera è il momento perfetto per indugiare sulle opportunità.

La primavera è un m...

Perché vivere in un mondo ‘incredibilmente tossico’ aumenta il rischio di Alzh…

6.05.2020 | Denuncia & advocacy

Sei preoccupato per la minaccia del morbo di Alzheimer (MA), e ti stai chiedendo che cos...

Ricercatori delineano un nuovo approccio per trattare le malattie degenerative

8.05.2024 | Ricerche

Le proteine sono i cavalli da soma della vita. Gli organismi li usano come elementi costitutivi, ...

Tre modi per smettere di preoccuparti

29.07.2020 | Esperienze & Opinioni

Sai di essere una persona apprensiva se ti identifichi con Flounder in La Sirenetta o co...

IFITM3: la proteina all'origine della formazione di placche nell'Alz…

4.09.2020 | Ricerche

Il morbo di Alzheimer (MA) è una malattia neurodegenerativa caratterizzata dall'accumulo...

I ricordi perduti potrebbero essere ripristinati: speranza per l'Alzheime…

21.12.2014 | Ricerche

Una nuova ricerca effettuata alla University of California di ...

Cibo per pensare: come la dieta influenza il cervello per tutta la vita

7.10.2024 | Esperienze & Opinioni

Una quantità di ricerche mostra che ciò che mangiamo influenza la capacità del corpo di ...

Relazioni personali ricche migliorano il funzionamento del cervello

22.06.2020 | Ricerche

Come interagiscono gli individui, come si percepiscono uno con l'altro, e i pensieri e i...

Allenamento con i pesi protegge il cervello delle persone anziane dalla demenz…

15.04.2025 | Ricerche

Uno studio, condotto presso l'Università di Stato di Campinas (Brasile), ha scoperto che dopo sei...

Microglia: ‘cellule immunitarie’ che proteggono il cervello dalle malattie, ma…

28.05.2020 | Esperienze & Opinioni

Sappiamo che il sistema immunitario del corpo è importante per tenere tutto sotto controllo e per...

La nostra identità è definita dal nostro carattere morale

24.06.2019 | Esperienze & Opinioni

Ti sei mai chiesto cos'è che ti rende te stesso? Se tutti i tuoi ricordi dovessero svani...

Ricercatori del MIT recuperano con la luce i ricordi 'persi'

29.05.2015 | Ricerche

I ricordi che sono stati "persi" a causa di un'amnesia possono essere richiamati attivando le cel...

Logo AARAssociazione Alzheimer OdV
Via Schiavonesca 13
31039 Riese Pio X° (TV)

Seguici su

 
enfrdeites

We use cookies

Utilizziamo i cookie sul nostro sito Web. Alcuni di essi sono essenziali per il funzionamento del sito, mentre altri ci aiutano a migliorare questo sito e l'esperienza dell'utente (cookie di tracciamento). Puoi decidere tu stesso se consentire o meno i cookie. Ti preghiamo di notare che se li rifiuti, potresti non essere in grado di utilizzare tutte le funzionalità del sito.