Nel corso della nostra vita, il cervello si adatta a ciò che impariamo e memorizziamo. Il cervello è infatti costituito da complesse reti di neuroni e sinapsi che sono costantemente ri-configurate.

Tuttavia, perchè l'apprendimento lasci una traccia, le connessioni devono essere stabilizzate.

Un gruppo di ricercatori dell'Università di Ginevra (UNIGE) ha scoperto un nuovo meccanismo cellulare coinvolto nella stabilizzazione a lungo termine delle connessioni neuronali, in cui le cellule non neuronali, chiamate astrociti, hanno un ruolo che non era ancora stato capito fino ad ora.

Questi risultati, pubblicati su Current Biology, porteranno ad una migliore comprensione delle malattie neurodegenerative e del neurosviluppo.

Le sinapsi eccitatorie del sistema nervoso centrale (i punti di contatto tra neuroni che permettono loro di trasmettere i segnali) sono strutture altamente dinamiche, che vengono continuamente formate e sciolte. Sono circondate da cellule non neuronali, o cellule gliali, che comprendono gli astrociti con una caratteristica forma a stella. Queste cellule formano strutture complesse vicino alle sinapsi, e hanno un ruolo nella trasmissione delle informazioni cerebrali che finora era quasi del tutto sconosciuta.

Plasticità e stabilità

Aumentando l'attività neuronale con la stimolazione dei baffi di topi adulti, gli scienziati sono riusciti ad osservare nella corteccia somatosensoriale e nell'ippocampo che questo aumento dell'attività neuronale provoca maggiori movimenti degli astrociti intorno alle sinapsi. Le sinapsi, circondate da astrociti, ri-organizzano la loro architettura, auto-proteggendosi e aumentando la propria longevità.

Il team di ricercatori guidato da Dominique Muller, professore del Dipartimento di Neuroscienze Fondamentali della Facoltà di Medicina all'UNIGE, ha sviluppato nuove tecniche che hanno permesso loro di "controllare" specificamente le diverse strutture sinaptiche, e dimostrare che il fenomeno ha luogo esclusivamente nelle connessioni tra i neuroni coinvolti nell'apprendimento.

"In sintesi, più gli astrociti circondano le sinapsi, più queste ultime durano, permettendo così all'apprendimento di lasciare un segno nella memoria", ha spiegato Yann Bernardinelli, l'autore principale di questo studio.

La ricerca identifica una nuova interazione bidirezionale tra neuroni e astrociti, in cui il processo di apprendimento regola la plasticità strutturale degli astrociti, che a loro volta determinano il destino delle sinapsi. Questo meccanismo indica che gli astrociti apparentemente hanno un ruolo importante nei processi di apprendimento e memoria, che si presentano anomali in varie malattie neurodegenerative e dello sviluppo neurologico, tipo l'Alzheimer, l'autismo, o la sindrome X fragile.

Questa scoperta mette in evidenza l'importanza fino ad oggi sottovalutata delle cellule che, pur essendo non-neuronali, partecipano in modo determinante ai meccanismi cerebrali che ci permettono di imparare e conservare i ricordi di ciò che abbiamo imparato.

Fonte:  Université de Genève(> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti:  Yann Bernardinelli, Jerome Randall, Elia Janett, Irina Nikonenko, Stéphane König, Emma Victoria Jones, Carmen E. Flores, Keith K. Murai, Christian G. Bochet, Anthony Holtmaat, Dominique Muller. Activity-Dependent Structural Plasticity of Perisynaptic Astrocytic Domains Promotes Excitatory Synapse Stability. Current Biology, 2014; DOI: 10.1016/j.cub.2014.06.025

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