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Come ricorda il tuo cervello quello che hai mangiato ieri sera?
Confermando i precedenti modelli computazionali, i ricercatori della University of California San Diego, con i colleghi di Arizona e Louisiana, riferiscono che i ricordi episodici sono codificati nell'ippocampo del cervello umano da serie distinte e sparse di neuroni.
I risultati sono pubblicati dal 15 gennaio su PNAS Online Early Edition.
I ricordi episodici sono ricordi di eventi passati, avvenuti in un particolare momento e luogo, una sorta di viaggio mentale nel tempo per ricordare, ad esempio, una festa di compleanno o una conversazione con un amico. La codifica della memoria episodica avviene nell'ippocampo, una coppia di piccole aree a forma di cavalluccio marino situate in profondità nella porzione centrale del cervello. Ma non si conosceva il meccanismo preciso e il numero di neuroni coinvolti.
"Gli scienziati sono interessati a questi problemi non solo a causa delle loro implicazioni per i modelli di memoria, ma anche per ragioni legate alla salute", ha detto il primo autore John Wixted PhD, Distinguished Professor del Dipartimento di Psicologia dell'UC San Diego. "Ad esempio, la degenerazione in questa regione del cervello è responsabile della perdita di memoria nelle prime fasi dell'Alzheimer".
Wixted, con Larry Squire PhD, Distinguished Professor di Psichiatria, Neuroscienze e Psicologia della Facoltà di Medicina dell'UC San Diego, e colleghi, hanno studiato la funzione cerebrale in 20 pazienti epilettici sottoposti a monitoraggio intracranico per scopi clinici.
Nello specifico, hanno registrato l'attività di singoli neuroni mentre i partecipanti allo studio leggevano un flusso continuo di parole, alcune delle quali ripetute. Ai partecipanti è stato chiesto di indicare se le parole erano "nuove" o "vecchie", se ricordavano di aver visto prima la parola. Una forte attività neurale nell'ippocampo associata a parole ripetute, ma non a quelle nuove, è considerata una prova dell'attività correlata alla memoria episodica.
Gli scienziati hanno scoperto che singoli ricordi episodici sono codificati e rappresentati dalla forte attività di piccoli (meno del 2,5%) insiemi di neuroni dell'ippocampo, di solito non sovrapposti, una scoperta che forse aiuta a spiegare perché le ricerche precedenti avevano faticato a rilevare il processo.
Allo stesso tempo, hanno notato che i tassi di 'sparo' [impulsi di segnalazione] dei neuroni restanti dell'ippocampo (circa 97,5%) erano soppressi, un fenomeno chiamato 'neural sharpening' [= affilatura, spuntatura neurale]. Questi risultati sono significativi perché confermano quello che gli scienziati credevano da lungo tempo che succedesse, ma di cui mancavano prove dirette.
I ricercatori hanno anche cercato attività correlate nell'amigdala, un'area vicina del cervello associata all'emozione e alla memoria emotiva. I modelli non prevedono che i ricordi episodici siano codificati nell'amigdala da gruppi sparsi di neuroni come lo sono nell'ippocampo e, in effetti, gli scienziati non hanno trovato alcuna attività del genere lì.
"Se vogliamo sviluppare trattamenti e prevenzione per i problemi della memoria e per le malattie che colpiscono la memoria", ha detto Squire, "sarà importante sapere come il cervello realizza l'apprendimento e la memoria: quali strutture cerebrali sono importanti per la memoria e che lavori fanno? Nel nostro studio, abbiamo trovato ciò che sarebbe stato facilmente perso, se non fosse per i modelli teorici della memoria che erano stati sviluppati in precedenza".
Fonte: University of California San Diego (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: John T. Wixted, Stephen D. Goldinger, Larry R. Squire, Joel R. Kuhn, Megan H. Papesh, Kris A. Smith, David M. Treiman and Peter N. Steinmetz. Coding of episodic memory in the human hippocampus. PNAS, published ahead of print 16Jan 2018, doi: 10.1073/pnas.1716443115
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