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Mobilità dei recettori sinaptici: scoperto nuovo meccanismo di controllo della memoria
© La colorazione dei recettori e area dell'endocitosi, il processo attraverso il quale le molecole vengono trasportate all'interno di una cellula. (Fonte: Jennifer Petersen / Daniel Choquet / IINS / Biblioteca fotografica CNRS)Ricercatori di Bordeaux hanno recentemente scoperto un nuovo meccanismo della memorizzazione delle informazioni nelle sinapsi e un mezzo per controllare il processo di memorizzazione.
La scoperta spinge la scienza più vicino a svelare il mistero dei meccanismi molecolari della memoria e dei processi di apprendimento.
La ricerca, svolta principalmente dai ricercatori dell'Istituto Interdisciplinare di Neuroscienze (CNRS / Université de Bordeaux) e del Centro di Imaging Bordeaux (CNRS / Université de Bordeaux / Inserm), è apparsa il 13 settembre 2017 su Nature.
La comunicazione tra i neuroni passa attraverso oltre un milione di miliardi di sinapsi (piccole strutture di un decimo del diametro di un singolo capello) in un processo estremamente complesso. La plasticità sinaptica - la capacità delle sinapsi di adattarsi in risposta all'attività neuronale - è stata scoperta quasi 50 anni fa, portando la comunità scientifica a considerarla una componente funzionale vitale della memorizzazione e dell'apprendimento.
I recettori dei neurotrasmettitori - presenti sulle sinapsi - hanno un ruolo fondamentale nella trasmissione dei messaggi nervosi. Alcuni anni fa, il team di ricercatori di Bordeaux ha scoperto che i recettori dei neurotrasmettitori non erano immobili come si pensava in precedenza, ma in uno stato costante di agitazione. Hanno postulato che il controllo di questa agitazione da parte dell'attività neuronale potrebbe modulare l'efficacia della trasmissione sinaptica, regolando il numero di recettori presenti in un dato momento in una sinapsi.
La nuova ricerca ha portato i due team ancora più avanti nella comprensione dei meccanismi di base che stanno dietro le informazioni memorizzate nel cervello. Gli scienziati hanno combinato tecniche basate sulla chimica, l'elettrofisiologia e le scansioni ad alta risoluzione per sviluppare un nuovo metodo per immobilizzare i recettori nei siti sinaptici.
Questo metodo riesce a bloccare il movimento dei recettori, consentendo di studiare l'impatto dell'immobilizzazione sull'attività del cervello e sulla capacità di apprendimento. E fornisce la prova che il movimento dei recettori è essenziale per la plasticità sinaptica in risposta ad un'intensa attività neuronale.
I ricercatori hanno inoltre esplorato il ruolo diretto della plasticità sinaptica nell'apprendimento. Insegnando a dei topi a riconoscere un ambiente specifico, essi dimostrano che si può usare l'arresto del movimento dei recettori per bloccare l'acquisizione di questo tipo di memoria, confermando il ruolo della plasticità sinaptica in questo processo.
La scoperta offre nuove prospettive sul controllo della memoria. Il protocollo di memorizzazione testato qui attiva una particolare area del cervello: l'ippocampo [, l'area più danneggiata dall'Alzheimer].
Il prossimo passo è determinare se il meccanismo scoperto può essere applicato anche ad altre forme di apprendimento e, per estensione, ad altre aree del cervello. Dal punto di vista tecnico, sarà possibile sviluppare metodi nuovi, reversibili e sensibili alla luce per immobilizzare i recettori e controllare meglio il processo.
Fonte: CNRS (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: A. C. Penn, C. L. Zhang, F. Georges, L. Royer, C. Breillat, E. Hosy, J. D. Petersen, Y. Humeau, D. Choquet. Hippocampal LTP and contextual learning require surface diffusion of AMPA receptors. Nature, 2017; DOI: 10.1038/nature23658
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