Ricerche

In rosso cellule engram del giro dentato che esprimono il canale Kir2.1 esogeno. In blu DAPI un marcatore nucleare.

Sia che si tratti della piacevole esperienza del ritorno alla casa dell'infanzia durante le vacanze o del disagio di rivedere un sito che si è provato spiacevole, spesso scopriamo che quando torniamo nel contesto in cui è accaduto un episodio per la prima volta, possiamo venire inondati di ricordi specifici e vividi.

In un nuovo studio apparso su Neuron, gli scienziati del Picower Institute for Learning and Memory del MIT riferiscono la scoperta di un meccanismo che usa il cervello per far accadere questo fenomeno.

"Supponiamo che tu stia tornando a casa verso sera e incontri un bellissimo crepuscolo arancione nel cielo, che ti ricorda la bella vacanza che hai trascorso qualche estate fa in un'isola tropicale", ha detto l'autore senior dello studio Susumu Tonegawa, professore di Neuroscienze al MIT. "Questo richiamo iniziale potrebbe essere un richiamo generale della vacanza. Ma pochi istanti dopo, potresti ricordare i dettagli di alcuni eventi o situazioni specifici che si sono verificati durante la vacanza, a cui non stavi pensando".

Al centro di quel secondo stadio di richiamo, dove diventano disponibili improvvisamente dettagli specifici, c'è un cambiamento nell'eccitabilità elettrica delle 'cellule engram', il gruppo di neuroni che codificano insieme un ricordo, attraverso il modello specifico della loro connessione.

Nel nuovo studio, il laboratorio di Tonegawa, guidato dal postdottorato Michele Pignatelli e dall'ex membro Tomas Ryan, ora al Trinity College di Dublino, ha dimostrato che, dopo che i topi hanno formato un ricordo in un contesto, le cellule engram che codificano quel ricordo in una regione del cervello chiamata ippocampo diventano temporaneamente molto più eccitabili elettricamente quando i topi vengono rimessi nello stesso contesto.

Ad esempio, se un giorno ricevono un piccolo shock in un contesto specifico, le cellule engram saranno molto più eccitabili per circa un'ora dopo che sono rimessi nello stesso contesto il giorno successivo.

Il cambiamento specifico nelle proprietà elettriche delle cellule engram ha alcune implicazioni dirette per l'apprendimento e il comportamento che finora non erano state capite. È importante sottolineare che durante quell'ora dopo il ritorno al contesto iniziale, a causa dell'elevata eccitabilità delle engram, i topi dimostrano una maggiore capacità di imparare da uno shock in quel contesto, e di essere più bravi a distinguere tra questo e contesti distinti, anche condividendo spunti simili.

L'aumento di eccitabilità ha quindi permesso loro sia di imparare a evitare luoghi in cui di recente c'era un pericolo, sia di continuare a funzionare normalmente in luoghi che hanno qualche somiglianza irrilevante. E poiché l'effetto è di breve durata, non li obbliga a rimanere troppo sintonizzati per molto tempo.

"La riattivazione a breve termine aumenta la capacità di riconoscimento futuro di segnali specifici", ha scritto il gruppo di Pignatelli e Tonegawa. "L'eccitabilità delle cellule engram può essere cruciale per la sopravvivenza, facilitando un rapido comportamento adattivo senza alterare in modo permanente a lungo termine la natura fondamentale dell'engram".

Tonegawa ha aggiunto che "mentre l'interpretazione di sopravvivenza può essere un'origine evolutiva di questo richiamo di memoria episodico a più fasi", probabilmente si applica altrettanto bene ai ricordi episodici positivi, come l'esperienza del tramonto in vacanza.

[...]