L'ippocampo è essenziale per la memoria e l'apprendimento. Questa immagine mostra la sua forma caratteristica. Gli interneuroni sono evidenziati in verde, mentre il 'corno di Ammon' (CA3), altro nome dell'ippocampo e il giro dentato (DG) sono delineati in bianco. (Fonte: University of Freiburg)

Più sappiamo circa i miliardi di cellule nervose del nostro cervello, meno appare spontanea e casuale la loro interazione. L'armonia che sta sotto l'elaborazione dei contenuti della memoria è stata ora rivelata dal gruppo di lavoro della Prof. Dr. Marlene Bartos dell'Istituto di Fisiologia I dell'Università di Friburgo in Germania.

In uno studio eseguito con un collega dell'Istituto di Scienza e Tecnologia Austria e pubblicato nella rivista Nature Communications, lei sottolinea il ruolo dei circuiti inibitori nella creazione di onde cerebrali ad alta frequenza nell'ippocampo. Con il suo lavoro, il team, a cui partecipa anche il BrainLinks-BrainTools Cluster of Excellence e il Bernstein Center Freiburg, mostra come il cervello elabora le informazioni rilevanti per la memoria.

"I ricercatori sospettano da molto tempo che sono le frequenze oltre i 30 Hertz a coordinare la cooperazione sincronizzata di varie reti cellulari del cervello. È anche noto che l'attività in questa gamma di frequenze è notevolmente ridotta nei pazienti con Alzheimer, ad esempio", spiega la Bartos, riassumendo l'idea sottostante alla sua ricerca. Ma come nascono questi segnali, chiamati 'onde gamma', in più luoghi contemporaneamente? E cosa significa questo per la memoria umana in termini reali?

Come esperti nel campo dei collegamenti sinaptici, la Bartos e il suo team hanno studiato intensamente la comunicazione tra i cosiddetti interneuroni nell'ippocampo di topi. Situato tra due o più neuroni, un interneurone è un tipo di cellule con protuberanze particolarmente corte, che possono trasmettere alle cellule vicine degli impulsi inibenti, in modo rapido ed efficiente. "Come i gruppi di strumenti di un'orchestra, ci sono dei piccoli circuiti in cui gli interneuroni inibitori hanno un ruolo importante", spiega la Bartos. "Si può immaginare che il loro ruolo sia come quello del conduttore d'orchestra, che fa ritirare i corni in sottofondo in certi momenti, per farli rientrare come protagonisti di nuovo in un momento successivo".

L'osservazione più importante dello studio è che, quando vengono richiamate dal riposo, le cellule circostanti sono ricettive a certe informazioni. Quindi vengono stimolate a sviluppare un potenziale di azione comune, in modo che un segnale possa essere trasmesso ad altri neuroni. Questo a sua volta può essere misurato elettrofisiologicamente come scarica di onde gamma.

"L'aspetto interessante di questo è che i microcircuiti non interferiscono l'uno con l'altro, ma possono memorizzare o accedere a varie informazioni in parallelo, ad esempio la forma dell'attributo e il colore di un oggetto. Ciò consente l'elaborazione simultanea e parallela e la memorizzazione di informazioni. Crediamo che sia così che sono fissate le tracce iniziali della memoria", dice la Bartos.

Tuttavia, per poter individuare realmente cosa produce la memoria, è necessaria una ricerca ancora più approfondita. La Bartos e la sua squadra stanno lavorando alla massima velocità per rendere usabili le loro scoperte per trattare le malattie neurodegenerative entro pochi anni.