Ricerche
Smontato il «GPS interno» del cervello
Il ratto a destra, con lesione alla corteccia entorinale mediana (MEC), mostra una scarsa capacità di ricordare la posizione della piattaforma di appoggio (punto rosso). Fonte: UC San DiegoImmaginiamo di essere in grado di riconoscere la nostra auto, ma di non riuscire a ricordare dove è parcheggiata.
I ricercatori della University of California di San Diego hanno indotto permanentemente nei ratti questa esperienza umana fin troppo comune (una versione simile).
Da ciò che hanno osservato forse possono ricavare indizi sul motivo per cui ictus e Alzheimer possono distruggere il senso di orientamento di una persona. I risultati sono pubblicati on-line nell'edizione attuale di Cell Reports.
Le cellule di griglia e altre cellule nervose specializzate nel cervello, note come "cellule di posizione", formano il GPS interno del cervello, la cui scoperta ha fatto acquisire a degli scienziati anglo-americani e norvegesi il premio Nobel di quest'anno per la medicina.
Nella ricerca che si basa sulla scienza vincitrice del premio Nobel, gli scienziati della UC San Diego hanno messo a punto una procedura micro-chirurgica che consente di rimuovere l'area del cervello del ratto che contiene le cellule di griglia e mostra ciò che accade a questo sistema di navigazione cablato quando vengono a mancare queste cellule di griglia.
Uno degli effetti, non a caso, è che i ratti vanno molto male nell'eseguire compiti che richiedono competenze interne di formare mappe, come per esempio ricordare la posizione di una piattaforma di riposo nel test del labirinto d'acqua. "La perdita della possibilità di formare la memoria spaziale non è stata una sorpresa", ha detto il co-autore senior Robert Clark, PhD, professore di psichiatria. "E' quello che ci si aspetta in base alle caratteristiche fisiologiche della zona del cervello" conosciuta come «corteccia entorinale», la prima regione del cervello ad essere distrutta dall'Alzheimer.
Ma i topi conservano una serie di altre capacità di memorizzare e di navigare, che gli scienziati avevano in precedenza ipotizzato che sarebbero state distrutte dalla mancanza delle cellule di griglia. "La sorpresa è scoprire il tipo di formazione della memoria che non è stato distrutto dalla rimozione dell'area delle cellule di griglia", ha detto Clark.
In particolare, gli scienziati della UC San Diego sono riusciti a dimostrare che, anche senza le cellule di griglia, i ratti riescono comunque a marcare le variazioni spaziali nel loro ambiente. Possono, per esempio, notare quando un oggetto in un ambiente familiare è spostato di qualche centimetro e possono riconoscere gli oggetti, come ad esempio una tazza di caffè o un vaso di fiori, e ricordare in seguito di aver visto prima questi oggetti.
La registrazione elettrica dei segnali trasmessi dall'ippocampo ha suggerito che gli animali avevano sviluppato «cellule di posizione» (quelle che si ritiene trasmettano un senso di posizione), e che queste cellule «sparavano [segnali]» quando un animale passava in un luogo familiare. "Le loro cellule di posizione erano meno precise e meno stabili, ma erano presenti e attive", ha detto Clark, che è anche ricercatore del Veterans Affairs San Diego Healthcare System. "E' stata una sorpresa perché avevamo tolto i segnali modulati dallo spazio delle cellule di griglia a questi neuroni".
Gli assoni delle cellule di griglia si proiettano nell'ippocampo ed è stato ipotizzato che, senza questa trasmissione di informazioni dalla corteccia entorinale all'ippocampo, le cellule di posizione non sarebbero state in grado di svilupparsi. "Questo non è il caso", ha detto. "Il nostro lavoro mostra una nuova divisione del lavoro all'interno dei circuiti di memoria del cervello", ha detto. "La rimozione della rete di cellule di griglia rimuove la memoria per i luoghi, ma lascia del tutto intatta tutta una serie di altre abilità di memoria importanti come la memoria di riconoscimento e la memoria degli eventi che spaventano".
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Hanno collaborato allo studio Jena Hales, Magdalene Schlesiger, Jill Leutgeb e Stefan Leutgeb della UC San Diego; e Larry Squire del Veterans Affairs San Diego Healthcare System e della UC San Diego. Questo lavoro è stato finanziato, in parte, dal National Institute of Neurological Disorder and Stroke, dal National Institute of Mental Health e dal Department of Veterans Affairs.
Fonte: University of California, San Diego (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Jena B. Hales, Magdalene I. Schlesiger, Jill K. Leutgeb, Larry R. Squire, Stefan Leutgeb, Robert E. Clark. Medial Entorhinal Cortex Lesions Only Partially Disrupt Hippocampal Place Cells and Hippocampus-Dependent Place Memory. Cell Reports, 2014; 9 (3): 893 DOI: 10.1016/j.celrep.2014.10.009
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