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Qual'è il legame tra i deficit di memoria e l'orologio circadiano?

Interrompendo i ritmi circadiani dei criceti siberiani, gli scienziati della Stanford University hanno identificato una parte del cervello che, quando fallisce, inibisce la memoria. Il lavoro potrebbe portare a terapie per le malattie neurodegenerative nell'uomo.

Qual è il legame tra i deficit di memoria e l'orologio circadiano?Un criceto siberiano partecipa a un test di memoria sul ruolo dei ritmi circadiani nella perdita di memoria. (Foto: Norman Ruby)Chiunque abbia lottato con la nebbia nel cervello durante la regolazione dell'ora legale conosce di bene come un orologio circadiano non sincronizzato possa alterare le funzioni cerebrali.


Ora, manipolando gli orologi circadiani di criceti siberiani, gli scienziati della Stanford University potrebbero aver identificato una struttura cerebrale che sconvolge la memoria quando i ritmi circadiani si rompono, come spesso accade nei pazienti con malattie neurodegenerative, come l'Alzheimer.


"Quello che siamo stati in grado di dimostrare è che la parte del cervello che sappiamo contenere l'orologio circadiano e il nucleo soprachiasmatico (SCN), ha anche un ruolo importante nell'apprendimento e nella memoria", ha detto Norman Ruby, un ricercatore senior di biologia alla Stanford e autore dello studio. "Quando questo orologio non funziona bene, appaiono i deficit di memoria".


E' importante notare che i ricercatori hanno scoperto che un orologio rotto danneggia la memoria, ma quando hanno rimosso chirurgicamente il SCN dai criceti, le loro capacità di memoria sono ritornate a pieno regime, creando la possibilità di nuove terapie.


Ruby e suoi colleghi hanno progettato un elegante esperimento concentrato sul ruolo del SCN nella memoria. Per cominciare hanno addestrato criceti siberiani in un compito standard di apprendimento e memoria, che implicava familiarizzare con due oggetti e poi, qualche tempo dopo, cambiarne uno per vedere se i roditori lo notavano. Nel complesso, gli animali eccellevano nel test.


Una volta che gli animali avevano capito il compito, i ricercatori li hanno esposti alla luce a intervalli irregolari, per mettere fuori fase i loro ritmi circadiani. I criceti aritmici sono stati poi sottoposti allo stesso compito di memoria, e hanno fallito miseramente.


Successivamente, i ricercatori hanno rimosso chirurgicamente l'SCN da ogni criceto, eliminandolo sostanzialmente dal circuito di memoria, e hanno sottoposto gli animali allo stesso test di memoria per la terza volta. Anche se i ritmi circadiani degli animali erano ancora fuori sincronizzazione, gli animali sono riusciti a completare il test come all'inizio dell'esperimento.


La ragione di questo funzionamento non è chiara del tutto, ha detto Ruby, ma questo esperimento dimostra che, quando un SCN aritmico fa cilecca, esso inibisce cronicamente l'apprendimento e la memoria.


Le persone anziane con deficit neurodegenerativi di memoria spesso si lamentano della carenza di sonno, che può essere associata ad una temporizzazione circadiana indebolita. Un tempo questi sintomi erano considerati una coincidenza, ha detto Ruby, ma di recente gli scienziati hanno iniziato a collegarli, e hanno cercato di trattare i disturbi della memoria correggendo l'orologio circadiano.


Questi approcci si sono dimostrati complessi e non sempre di facile attuazione, secondo Ruby. Il nuovo lavoro suggerisce che invece di riparare i sistemi responsabili del malfunzionamento del SCN, potrebbe essere più produttivo rimuoverlo semplicemente dall'equazione.


"Più indago, più l'idea di spegnere il SCN (per ripristinare la capacità di memoria nell'uomo) sembra provocatoria e forse fattibile"
, Ruby ha detto. "Se si sta trattando un cervello neurodegenerativo, invece di correggere l'orologio circadiano, potrebbe essere più facile spegnere farmacologicamente l'SCN. Sono molto entusiasta di poter esplorare questo nuovo obiettivo come trattamento di alcuni tipi di disturbi della memoria adulta".

 

*****
La ricerca, pubblicata sull'ultimo numero di Science, ha come co-autori Fabian Fernandez, che ha condotto il lavoro mentre acquisiva il suo dottorato di ricerca in neuroscienze alla Stanford ed il professore di biologia H. Craig Heller. Quattro ex studenti di Ruby (Derek Lu, Phong Ha, Patricia Costacurta e Renee Chavez) hanno contribuito al lavoro e sono anche menzionati come co-autori.

 

 

 

 

 


Fonte:  Bjorn Carey in Stanford University  (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti:  F. Fernandez, D. Lu, P. Ha, P. Costacurta, R. Chavez, H. C. Heller, N. F. Ruby. Dysrhythmia in the suprachiasmatic nucleus inhibits memory processing. Science, 2014; 346 (6211): 854 DOI: 10.1126/science.1259652

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