Iscriviti alla newsletter

I neuroni ondeggiano mentre il cervello si riposa, per bloccare i ricordi

I neuroni ondeggiano mentre il cervello si riposa, per bloccare i ricordiUsando modelli Markov nascosti che analizzano sequenze di dati per prevedere i passi successivi, i ricercatori della Rice hanno mostrato come identificare strutture relative alla memoria da schemi di sparo neuronali presi mentre gli animali si riposavano. La tecnica potrebbe aiutare i neuroscienziati a capire come il cervello costruisce e impegna mappe spaziali e temporali nella memoria. (Fonte: Etienne Ackermann)

I ricordi risuonano nella mente, anche quando questa non è consapevole di elaborarli. Una nuova ricerca della Rice University e della Michigan Medicine fa un passo avanti per capire perché questi ondeggiamenti ci dicono come il cervello ordina e immagazzina le informazioni.


I ricercatori, guidati da Caleb Kemere della Rice e Kamran Diba della Michigan Medicine, hanno sviluppato uno strumento per formare modelli quantitativi della memoria. La loro strategia analizza ondate di 'spari' dei neuroni in un dato istante, in tutto l'ippocampo e oltre, mentre gli animali sono attivi e, significativamente, mentre riposano.


Il lavoro dei ricercatori usa modelli Markov nascosti usati di solito per l'apprendimento automatico nello studio di modelli sequenziali. I loro modelli hanno dimostrato che i dati minimi raccolti dal cervello durante i periodi di riposo possono essere usati per esplorare grandi idee su come sono formati e mantenuti i ricordi.


La ricerca è stata pubblicata sulla rivista eLife.


I modelli di 'sparo' dei neuroni dell'ippocampo - i tessuti a forma di cavalluccio marino in ciascun emisfero del cervello - sono considerati da molto tempo importanti per la formazione e l'archiviazione dei ricordi. I ricercatori rilevano e misurano questi schemi inserendo elettrodi nel cervello per monitorarli in tempo reale.


"Gli animali codificano il ricordo di un ambiente mentre ci girano dentro", ha detto Kemere, assistente professore di ingegneria elettrica e informatica, specializzato in neuroscienze. "Formano una mappa spaziale quando i singoli neuroni vengono attivati ​​in luoghi diversi. Quando nei nostri esperimenti sono svegli, probabilmente stanno eseguendo questo processo di esplorazione dal 40% al 60% delle volte. Ma per il restante 40%, si grattando o mangiano o sonnecchiano. Non dormono, ma sono in pausa; mi piace definirla introspezione".


Quei periodi di introspezione hanno fornito i dati critici per lo studio, invertendo il solito processo di abbinamento dell'attività cerebrale con il movimento mentre gli animali sono attivi. I dati primari sono stati raccolti nel corso di molti esperimenti sotto la direzione di Diba, professore associato e leader del laboratorio Neural Circuits and Memory della Michigan Medicine.


Mentre gli animali esploravano avanti e indietro dei tracciati o ambienti labirintici, gli elettrodi nel loro cervello percepivano le raffiche di onde appuntite neurali, associate all'attività neurale, chiamate «eventi a raffica di popolazione» (PBE). In questi eventi, ci sono da 50.000 a 100.000 neuroni che sparano tutti entro 100 millisecondi e inviano increspature attraverso il cervello, non ancora comprese del tutto.


Esperimenti effettuati altrove hanno mostrato che le PBE includono l'attivazione di cellule situate nell'ippocampo, quando un animale si trova in una particolare posizione. Queste cellule sparano in una sequenza che aiuta a programmare la memoria spaziale ed episodica del cervello, permettendo all'animale di costruire una mappa interna del suo ambiente.


Ma i nuovi esperimenti hanno ignorato tutte le attività neurali durante il comportamento o l'esplorazione attiva e si sono basate su dati raccolti solo quando gli animali erano in pausa (circa il 2% delle volte). I modelli del team di ricerca sono riusciti a ordinare raffiche di "richiamo" o "riattivazione" che sembrano rappresentare ricordi di altri segnali rumorosi nell'ippocampo.


I ricercatori credono che questi segnali negli animali attivi presagiscano la codifica delle cellule che formano i punti dei luoghi e mostrano che, nella mente a riposo, le PBE sono un modo per scoprire un ricordo o una mappa spaziale senza osservare direttamente quelle cellule nelle posizioni dove normalmente sparerebbero.


"Ci siamo resi conto che ci sono abbastanza dati in quei periodi di riattivazione da permetterci di costruire modelli da ciò che gli animali ricordano", ha detto Kemere. Questi risultati corrispondevano molto bene ai modelli rappresentati dall'analisi bayesiana delle onde theta generate mentre gli animali erano attivi, ha detto.


"Quando stavo registrando i dati, ero interessato principalmente all'attività neuronale durante le oscillazioni theta, quando l'animale si stava muovendo", ha detto Diba. "Tuttavia, l'informazione di riposo si è rivelata l'aspetto più interessante".

[...]

 

 

 


Fonte: Mike Williams in Rice University (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Kourosh Maboudi, Etienne Ackermann, Laurel Watkins de Jong, Brad Pfeiffer, David Foster, Kamran Diba, Caleb Kemere. Uncovering temporal structure in hippocampal output patterns. eLife, 2018; 7 DOI: 10.7554/eLife.34467

Copyright: Tutti i diritti di eventuali testi o marchi citati nell'articolo sono riservati ai rispettivi proprietari.

Liberatoria: Questo articolo non propone terapie o diete; per qualsiasi modifica della propria cura o regime alimentare si consiglia di rivolgersi a un medico o dietologo. Il contenuto non rappresenta necessariamente l'opinione dell'Associazione Alzheimer onlus di Riese Pio X ma solo quella dell'autore citato come "Fonte". I siti terzi raggiungibili da eventuali collegamenti contenuti nell'articolo e/o dagli annunci pubblicitari sono completamente estranei all'Associazione, il loro accesso e uso è a discrezione dell'utente. Liberatoria completa qui.

Nota: L'articolo potrebbe riferire risultati di ricerche mediche, psicologiche, scientifiche o sportive che riflettono lo stato delle conoscenze raggiunte fino alla data della loro pubblicazione.


 

Notizie da non perdere

La demenza ci fa vivere con emozioni agrodolci

23.05.2023

Il detto è: dolce è la vita. E, anche se vorremmo momenti costantemente dolci, la vita...

I ricordi potrebbero essere conservati nelle membrane dei tuoi neuroni

18.05.2023

Il cervello è responsabile del controllo della maggior parte delle attività del corpo;...

Immergersi nella natura: gioia, meraviglia ... e salute mentale

10.05.2023

La primavera è il momento perfetto per indugiare sulle opportunità.

La primavera è u...

Qualità della vita peggiora quando l'Alzheimer è complicato dal cancro

28.04.2023

Che considerazioni si possono fare per una persona con Alzheimer che riceve anche la diagnosi di can...

Gli interventi non farmacologici per l'Alzheimer sono sia efficaci che co…

19.04.2023

Un team guidato da ricercatori della Brown University ha usato una simulazione al computer per di...

Farmaci per il sonno: limitazioni e alternative

18.04.2023

Uno studio pubblicato di recente sul Journal of Alzheimer's Disease è l'ultima...

Menopausa precoce e terapia ormonale ritardata alzano il rischio di Alzheimer

17.04.2023

Le donne hanno più probabilità degli uomini di sviluppare il morbo di Alzheimer (MA), ...

Flusso del fluido cerebrale può essere manipolato dalla stimolazione sensoria…

11.04.2023

Ricercatori della Boston University, negli Stati Uniti, riferiscono che il flusso di liq...

L'impatto del sonno su cognizione, memoria e demenza

2.03.2023

Riduci i disturbi del sonno per aiutare a prevenire il deterioramento del pensiero.

10 Consigli dei neurologi per ridurre il tuo rischio di demenza

28.02.2023

La demenza colpisce milioni di persone in tutto il mondo, quasi un over-65 su 10. Nonost...

Orienteering: un modo per addestrare il cervello e contrastare il declino cogn…

27.01.2023

Lo sport dell'orienteering (orientamento), che attinge dall'atletica, dalle cap...

Effetti della carenza di colina sulla salute neurologica e dell'intero si…

23.01.2023

Assorbire colina a sufficienza dall'alimentazione è cruciale per proteggere il corpo e il cervello ...

Scoperta ulteriore 'barriera' anatomica che difende e monitora il ce…

11.01.2023

Dalla complessità delle reti neurali, alle funzioni e strutture biologiche di base, il ...

L'invecchiamento è guidato da geni sbilanciati

21.12.2022

Il meccanismo appena scoperto è presente in vari tipi di animali, compresi gli esseri umani.

Goccioline liquide dense come computer cellulari: nuova teoria sulla causa del…

22.09.2022

Un campo emergente è capire come gruppi di molecole si condensano insieme all'interno d...

'Ingorgo' di proteine nei neuroni legato alla neurodegenerazione

12.09.2022

Un nuovo studio condotto da ricercatori dell'EPFL rivela che un complesso proteico malfunzionante pu...

Scoperto un fattore importante che contribuisce all'Alzheimer

22.08.2022

Una ricerca guidata dai dott. Yuhai Zhao e Walter Lukiw della Luisiana State University ...

Dare un senso alla relazione obesità-demenza

2.08.2022

Questo articolo farà capire al lettore perché l'obesità a volte può aumentare il ris...

Svolta per l'Alzheimer? Confermato collegamento genetico con i disturbi i…

26.07.2022

Uno studio eseguito in Australia alla Edith Cowan University (ECU) ha confermato il legame tra Alzhe...

Studio rivela dove vengono memorizzati i frammenti di memoria

22.07.2022

Un momento indimenticabile in un ristorante può non essere esclusivamente il cibo. Gli ...

Logo AARAssociazione Alzheimer OdV
Via Schiavonesca 13
31039 Riese Pio X° (TV)

We use cookies

Utilizziamo i cookie sul nostro sito Web. Alcuni di essi sono essenziali per il funzionamento del sito, mentre altri ci aiutano a migliorare questo sito e l'esperienza dell'utente (cookie di tracciamento). Puoi decidere tu stesso se consentire o meno i cookie. Ti preghiamo di notare che se li rifiuti, potresti non essere in grado di utilizzare tutte le funzionalità del sito.