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Per la memoria a lungo termine è essenziale la rete esterna ai neuroni
L'immagine mostra una rete perineuronale (verde) che circonda un neurone. (Fonte: Kristian K. Lensjø)
Il modo in cui il cervello è in grado di immagazzinare ricordi per lunghi periodi di tempo è un mistero persistente per i neuroscienziati. In un nuovo studio, i ricercatori del Center for Integrative Neuroplasticity (CINPLA) dell'Università di Oslo dimostrano che le molecole della matrice extracellulare a vita lunga, chiamate 'reti perineuronali', sono essenziali per i ricordi lontani.
La nuova ricerca, pubblicata su Proceedings of the National Academy of Sciences, mostra che la rimozione delle reti sconvolge i ricordi lontani ma non quelli recenti.
In precedenza, i ricercatori si erano concentrati principalmente sulle molecole all'interno delle cellule nervose. Il team di investigatori, guidato dai Dott. Marianne Fyhn e Torkel Hafting, hanno studiato le reti perineuronali che ricoprono strettamente l'esterno dei neuroni. Le reti sono costituite da proteine rivestite di zucchero, e formano una struttura rigida che contiene fori in cui vengono mantenute le connessioni con altri neuroni.
Quando si formano nuovi ricordi, cambiano le connessioni tra i neuroni. Gli autori hanno ipotizzato che le reti perineuronali potrebbero stabilizzare le nuove connessioni legate alla memoria per supportare la memoria a lungo termine. Per testare le funzioni della memoria, il team ha eseguito un esperimento di condizionamento classico, in cui dei ratti imparano ad associare un lampo di luce a un evento spiacevole. Questo tipo di apprendimento crea una memoria robusta e duratura.
Un effetto sorprendentemente forte
Dopo l'apprendimento, i ratti sono stati divisi in due gruppi, uno in cui sono state lasciate intatte le reti perineuronali e una in cui sono state rimosse in una piccola area della corteccia, chiamata corteccia visiva secondaria, un'area nota per essere coinvolta nella conservazione della memoria. Quando i ratti sono stati sollecitati a richiamare il ricordo un mese dopo, i risultati sono stati sorprendenti: il gruppo senza le reti non ricordava nulla. Gli esperimenti dimostrano che le reti perineuronali sono essenziali per la memoria a lungo termine, perché senza di esse i ricordi si perdono.
"Siamo rimasti sorpresi da quanto fosse forte l'effetto in quei primi esperimenti, dal momento che abbiamo manipolato solo le molecole al di fuori dei neuroni e non all'interno" dice Elise H. Thompson, prima autrice dello studio. "Anche se ci aspettavamo di vedere qualche effetto dell'intervento, studi precedenti sulle reti si erano concentrati sul loro ruolo nello sviluppo e nell'apprendimento, non nella registrazione della memoria. È stato molto emozionante vedere che il ricordo era realmente scomparso".
In un esperimento successivo, in cui la memoria è stata testata solo pochi giorni dopo l'apprendimento, il team ha scoperto che la memoria era intatta e che l'effetto di scomparsa era specifico per i vecchi ricordi. "Poiché la rete è una struttura molto salda, può stabilizzare i ricordi man mano che invecchiano, ma quando una memoria è nuova, sopravvive senza ulteriori fattori stabilizzanti" afferma il Dr. Kristian K. Lensjø, un altro autore della ricerca.
Potenziale per nuovi bersagli farmacologici
Anche se gli scienziati che esaminano i processi che governano la transizione dalla memoria da breve a lungo termine hanno capito molto negli ultimi anni, rimangono irrisolti i meccanismi richiesti affinché un ricordo persista per anni. Questa ricerca è un passo importante verso la comprensione di quali componenti sono necessari per conservare i ricordi per tutta la vita.
"Aumentando la comprensione di come i ricordi vengono elaborati per mesi e anni nel cervello sano, possiamo iniziare a districare ciò che va male quando sono persi in malattie dannose come l'Alzheimer e la demenza. La scoperta sorprendente che le molecole extracellulari sono coinvolte in questi processi suggerisce anche potenziali nuovi bersagli farmacologici", spiega Marianne Fyhn, leader del progetto CINPLA.
Fonte: University of Oslo via AlphaGalileo (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Elise Holter Thompson, Kristian Kinden Lensjø, Mattis Brænne Wigestrand, Anders Malthe-Sørenssen, Torkel Hafting, Marianne Fyhn. Removal of perineuronal nets disrupts recall of a remote fear memory. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2017; 201713530 DOI: 10.1073/pnas.1713530115
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