Con l'invecchiamento, le cellule cerebrali perdono le fibre che ricevono gli impulsi neurali, un cambiamento che può essere alla base del declino cognitivo.

I ricercatori della University of California di Irvine hanno di recente trovato un modo per invertire questo processo nei ratti, con uno studio pubblicato oggi, 3 febbraio 2016, su The Journal of Neuroscience. I ricercatori avvertono che sono necessari ulteriori studi, ma i risultati fanno luce sui meccanismi del declino cognitivo e identificano le strategie potenziali per arginarlo.

"C'è una tendenza a pensare che l'invecchiamento sia un processo inarrestabile, una cosa scritta nei geni e che non c'è niente che si può fare al riguardo", ha detto il co-autore Gary Lynch. "Questo documento dice che potrebbe non essere vero".

I ricercatori hanno studiato i dendriti (le fibre simili a rami che si estendono dai neuroni e ricevono segnali da altri neuroni) nei ratti. Le evidenze di altri studi su roditori, scimmie ed esseri umani indicano che i dendriti si riducono con l'età e che questo processo (chiamato «retrazione dendritica») inizia già in mezza età.

Il team, guidato da Lynch, Julie Lauterborn e Linda Palmer, voleva sapere se la retrazione dendritica è in atto già nei ratti di 13 mesi (equivalenti alla nostra mezza età), e se in quel caso si può invertire tale tendenza dando ai ratti un composto chiamato «ampakina». Le ampakine hanno già dimostrato di riuscire a migliorare i deficit cognitivi legati all'età nei ratti, nonché ad aumentare la produzione di un fattore di crescita chiave del cervello, il «fattore neurotrofico derivato dal cervello» (BDNF).

I ricercatori hanno messo ratti maschi di 10 mesi in gabbie con ambienti arricchiti. A differenza delle gabbie standard, queste gabbie migliorate hanno spazi ampi, un grande cilindro per correre, e diversi oggetti che i topi possono esplorare. Undici ratti hanno ricevuto una dose orale di ampakina ogni giorno per i successivi tre mesi, mentre gli altri 12 ratti hanno ricevuto un placebo.

Durante questa finestra di tre mesi i ricercatori hanno condotto test comportamentali, monitorando l'attività dei topi mentre esploravano l'ambiente non familiare. Dopo tre mesi i ricercatori hanno esaminato un'area del cervello dei ratti connessa con l'apprendimento e la memoria (l'ippocampo), e l'hanno confrontata con l'ippocampo di ratti di 2,5 mesi di età, ratti 'adolescenti'.

I ratti 'di mezza età', che hanno avuto il placebo hanno mostrato di avere dendriti più brevi e con meno rami dendritici rispetto ai topi più giovani. Il cervello dei ratti trattati con l'ampakina, però, erano in gran parte indistinguibili dai topi giovani: i dendriti di entrambi erano simili in lunghezza e nella quantità di ramificazioni.

Ancora meglio, i ricercatori hanno scoperto che i ratti trattati avevano un numero significativamente più alto di spine dendritiche, le piccole proiezioni sui dendriti che ricevono segnali da altri neuroni, rispetto sia ai ratti non trattati che a quelli giovani.

I ricercatori hanno scoperto che le differenze anatomiche tra i topi erano correlate anche con le differenze di una misura biologica di apprendimento e memoria: i topi trattati hanno mostrato una maggiore segnalazione tra i neuroni, un fenomeno chiamato «potenziamento a lungo termine».

Infine, le differenze tra ratti trattati e non trattati sono diventate evidenti nei test comportamentali. In genere, i ratti collocati in un nuovo ambiente passano molto tempo ad esplorare a caso. Man mano che familiarizzano, stabiliscono schemi prevedibili di attività. I ratti trattati con ampakine fissavano schemi prevedibili in un'arena di gioco estranea dal secondo giorno di test, mentre il gruppo placebo di ratti ha continuato ad esplorare in modo casuale.

"I ratti trattati hanno una migliore memoria dell'arena e sviluppano strategie di esplorazione", ha detto Lynch, precisando che in quel modo avevano di fatto invertito gli effetti dell'invecchiamento sul cervello.

"Non dobbiamo sottovalutare l'importanza di ottimizzare la funzione cognitiva nel corso della vita", ha detto Carol Barnes, neuroscienziata della University of Arizona, che studia gli effetti dell'invecchiamento sul cervello e che non era coinvolta nello studio. Questo studio "è particolarmente interessante perché l'effetto del farmaco era selettivo nelle funzioni cerebrali e nei comportamenti che sono stati modificati. Questo è il tipo di specificità che potrebbe rendere possibile la traduzione alla clinica", ha aggiunto.

Tuttavia, i ricercatori avvertono che resta da fare molto lavoro prima che il farmaco venga testato nelle persone. "Il passo successivo è ripetere lo studio", ha detto Lynch, notando che ci sono molte implicazioni connesse con questa ricerca e bisogna procedere con cautela. I ricercatori potrebbero anche voler esplorare quanti giorni di trattamento sono necessari per vedere gli stessi risultati e se il farmaco potrebbe funzionare anche nei ratti anziani e nelle femmine così come nei maschi.