Ricerche

Scienziati riferiscono che, quando invecchiamo, a renderci più difficile l'apprendimento potrebbe essere più la capacità di filtrare ed eliminare le vecchie informazioni, che non l'immisssione di nuove cose.

"Quando si è giovani, il cervello è in grado di rafforzare certi collegamenti e indebolire alcune connessioni per produrre nuovi ricordi", afferma il Dr Joe Z. Tsien (foto), neuroscienziato del Medical College of Georgia della Georgia Regents University e co-direttore del Brain & Behavior Discovery Institute della GRU. E' quest'ultimo indebolimento cruciale che appare ostacolato nel cervello anziano, secondo uno studio apparso sulla rivista Scientific Reports.

Il recettore NMDA nell'ippocampo del cervello è come un interruttore che regola l'apprendimento e la memoria, tramite le subunità NR2A e NR2B. L'NR2B è espresso in percentuali maggiori nei bambini, consentendo ai neuroni di parlare una frazione di secondo in più; di produrre legami più forti (sinapsi); e di ottimizzare l'apprendimento e la memoria. Questa formazione di legami forti è chiamato potenziamento a lungo termine. Il rapporto si sposta dopo la pubertà, per cui c'è più NR2A e il tempo di comunicazione tra i neuroni è leggermente ridotto.

Quando Tsien e i suoi colleghi hanno modificato geneticamente i topi che imitano il rapporto dell'adulto - più NR2A e meno NR2B - sono stati sorpresi di trovare che i roditori erano ancora bravi a fare collegamenti forti e i ricordi a breve termine, ma avevano una ridotta capacità di indebolire le connessioni esistenti (depressione a lungo termine), e di produrre nuovi ricordi a lungo termine come risultato. Si chiama scultura di informazioni (information sculpting) e il rapporto nell'adulto delle subunità del recettore NMDA non sembra idoneo a produrla.

"Se si fanno solo sinapsi più forti e non si elimina il rumore o le informazioni meno utili, allora c'è un problema", dice Tsien, autore corrispondente dello studio. Anche se ogni neurone ha in media 3.000 sinapsi, l'assalto incessante di informazioni e di esperienze richiede un po' di scrematura selettiva. Una scrematura insufficiente, per lo meno nel topo, implica una capacità ridotta di ricordare le cose a breve termine (come il numero del biglietto in un fast-food) e a lungo termine (come ricordare un elemento preferito del menu in quel ristorante). Entrambe le capacità sono colpite nell'Alzheimer e nella demenza senile.

Non era persa l'intera depressione a lungo termine nei topi, piuttosto solo la risposta a livelli specifici di stimolazione elettrica che dovrebbero indurre l'indebolimento delle sinapsi. Tsien si aspettava di trovare il contrario: che il potenziamento a lungo termine fosse debole, come pure la capacità di imparare e produrre nuovi ricordi. "Ciò che è anormale è la capacità di indebolire le connessioni esistenti". Riconoscendo il cambio, questa capacità ridotta potrebbe anche aiutare a spiegare perché gli adulti non riescono a imparare una nuova lingua senza perdere l'accento precedente e perché le persone anziane tendono ad essere più bloccate nelle loro strade. "Sappiamo che perdiamo la capacità di parlare perfettamente una lingua straniera se la impariamo dopo l'inizio della maturità sessuale. Posso imparare l'inglese, ma è molto difficile eliminare il mio accento cinese. La domanda è perché?", dice Tsien.

Tsien e i suoi colleghi hanno già capito cosa succede quando il NR2B è sovraespresso. Lui e i ricercatori della East China Normal University hanno annunciato nel 2009 lo sviluppo di Hobbie-J, un topo più intelligente della media. Un decennio prima, Tsien aveva riferito sulla rivista Nature lo sviluppo di un topo intelligente soprannominato Doogie, utilizzando le stesse tecniche per sovra-esprimere il gene NR2B nell'ippocampo. Doogie, Hobbie-J e i loro discendenti hanno mantenuto una memoria superiore invecchiando. Ora Tsien è interessato a seguire i topi con NR2A sovra-espresso per vedere cosa succede.

Tsien è docente eminente al Georgia Research Alliance (GRA) in Neurobiologia Cognitiva e dei Sistemi. La ricerca è stata finanziata dal National Institutes of Health e dalla GRA.

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Fonte: Materiale della Georgia Health Sciences University.

Riferimento: Zhenzhong Cui, Ruiben Feng, Stephanie Jacobs, Yanhong Duan, Huimin Wang, Xiaohua Cao, Joe Z. Tsien. Increased NR2A:NR2B ratio compresses long-term depression range and constrains long-term memory. Scientific Reports, 2013; 3 DOI: 10.1038/srep01036.

Pubblicato in ScienceDaily il 9 Gennaio 2013 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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