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Memoria a lungo termine immagazzinata nella corteccia

I ricordi (rosso) che associano (o legano) due sensazioni diverse si formano nella corteccia. (Credit: MPI f. Medical Reserach/Splettstoesser)I ricordi (rosso) che associano (o legano) due sensazioni diverse si formano nella corteccia. (Credit: MPI f. Medical Reserach/Splettstoesser)'Dove' e 'come' sono codificati i ricordi in un sistema nervoso è una delle domande più difficili nel campo della ricerca biologica. La formazione e il richiamo della memoria associativa è essenziale per una vita indipendente.


L'ippocampo è stato a lungo considerato il centro nel cervello per lo stoccaggio a lungo termine delle associazioni spaziali.


Ora, Mazahir T. Hasan dell'Istituto Max Planck per la Ricerca Medica e Maria José Delgado-García dell'Università Pablo de Olavide di Siviglia in Spagna, sono riusciti a fornire la prima evidenza sperimentale che una forma specifica di associazioni di memoria è codificata nella corteccia cerebrale e non è localizzata nell'ippocampo come scritto in molti libri di testo di neuroscienza.


Il nuovo studio è un punto di svolta, poiché suggerisce con forza che sono gli stessi circuiti motori corticali ad essere usati come archivio della memoria, e non l'ippocampo.


Henry Molaison, conosciuto da tutti come H.M., è un nome famoso nel campo della ricerca della memoria. Ampie parti dell'ippocampo (l'area del cervello importante nei processi di apprendimento e memoria) di questo americano sono state rimosse nel 1950, nel tentativo di curare i suoi attacchi epilettici. In seguito egli ha avuto gravi vuoti di memoria e non era più in grado di ricordare praticamente nulla delle ultime cose imparate. Molti scienziati hanno quindi concluso che l'ippocampo è la sede della memoria a lungo termine.


Tuttavia, l'entità del danno al cervello di H.M. era ovviamente sottovalutata, perché anche altre aree, oltre all'ippocampo, sono state rimosse o danneggiate nella procedura chirurgica. I ricercatori di Heidelberg e Siviglia hanno quindi studiato il comportamento apprenditivo di topi geneticamente modificati, ai quali erano stati disattivati i recettori NMDA soltanto nella corteccia cerebrale motoria. I recettori NMDA legano il neurotrasmettitore glutammato alle sinapsi e diventano attivi quando diversi segnali alimentano contemporaneamente una sinapsi. Essi sono gli elementi centrali molecolari dei processi di apprendimento, essendo coinvolti nell'aumento o nella diminuzione della trasmissione dei segnali alle sinapsi.


Come dimostra il nuovo studio, nella corteccia motoria questa cosiddetta plasticità sinaptica non funziona più senza i recettori NMDA. Gli scienziati hanno potuto in tal modo escludere l'ippocampo o altre regioni come causa delle loro osservazioni. Sulla base dei nuovi risultati, è la corteccia cerebrale, non l'ippocampo, il magazzino di alcune forme di memoria.


Nei test comportamentali (i cosidetti condizionamenti in un batter d'occhio) gli animali con e senza recettori NMDA nella corteccia motoria primaria hanno dovuto imparare a collegare un tono con un successivo stimolo elettrico nella palpebra. Questa associazione tra due stimoli sensoriali coinvolge il cervelletto che coordina i movimenti necessari, così come l'ippocampo e la corteccia cerebrale, che sono importanti centri di apprendimento e memoria. "Dopo una fase di apprendimento, il riflesso degli animali è chiudere gli occhi quando sentono solo il tono. I topi geneticamente modificati a cui mancavano i recettori NMDA nella corteccia motoria cerebrale primaria, al contrario, non riescono a ricordare il legame tra il tono e lo stimolo elettrico, e quindi tengono gli occhi aperti, nonostante il tono", spiega Mazahir T. Hasan del Max Planck Institute for Medical Research.


I ricercatori hanno così completato i risultati dei loro colleghi di Heidelberg che avevano affermato che l'ippocampo non è la sede della memoria.

Nel luglio 2012, Rolf Sprengel e Peter Seeburg dal Max Planck Institute hanno scoperto che i topi senza recettori NMDA nell'ippocampo sono ancora perfettamente in grado di imparare. "Ora pensiamo che l'ippocampo fornisca gli stimoli ambientali necessari, che sono trasmessi alla corteccia, dove avvengono le associazioni dipendenti dall'apprendimento. I ricordi sono quindi memorizzati in diverse zone della corteccia cerebrale su una base di lungo termine", spiega Hasan.


I risultati di Hasan e Delgado-Garcìa rappresentano quindi un cambio di paradigma nella ricerca della memoria, in quanto rendono chiaro che la corteccia cerebrale è la regione del cervello dove sono collegate e memorizzate le associazioni di memoria - non l'ippocampo.


Una conoscenza avanzata e dettagliata dei meccanismi di acquisizione, consolidamento, e richiamo delle associazioni nel cervello è il presupposto per un trattamento terapeutico degli effetti devastanti della perdita di memoria in varie malattie neurologiche, come l'amnesia, l'Alzheimer e la demenza.

 

 

 

 

 


Fonte: Max-Planck-Gesellschaft.

Riferimento: Mazahir T. Hasan, Samuel Hernández-González, Godwin Dogbevia, Mario Treviño, Ilaria Bertocchi, Agnès Gruart, José M. Delgado-García. Role of motor cortex NMDA receptors in learning-dependent synaptic plasticity of behaving mice. Nature Communications, 2013; 4 DOI:10.1038/ncomms3258

Pubblicato in Science Daily (> English version) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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