Ricerche

Come un giardiniere che innesta alcune piante e ne elimina altre, il cervello è alla continua costruzione di reti di sinapsi, potando quelle doppie o non necessarie.

I ricercatori del The Jackson Laboratory guidati dal Professore Zhong-Wei Zhang, Ph.D., hanno scoperto un fattore di formazione delle sinapsi, mostrando anche che i processi di costruzione e di potatura si verificano in modo indipendente l'uno dall'altro.

I mammiferi nascono con un cervello funzionante, ma non ancora sviluppato. Dopo la nascita, gli stimoli esterni e i programmi interni continuano a modellare le connessioni tra i neuroni, noti come sinapsi e la formazione di reti di sinapsi conosciuto come circuiti neuronali. Alcuni crescono forti, altri più deboli, le connessioni ridondanti sono eliminate, e così via. Tale "plasticità", il continuo affinamento delle connessioni neurali e delle reti, continua per tutta la vita, anche se più sottilmente con il tempo e la maturazione.

Molto sulla plasticità rimane sconosciuto. Come sono modificati i circuiti neurali, ciò che controlla la modificazione, la meccanica del rafforzamento o dell'eliminazione di sinapsi specifiche e molto altro ancora sono oggetto di ricerca in corso. Oltre a comprendere meglio il normale sviluppo del cervello, gli scienziati cercano di capire gli errori nella costruzione e nella potatura delle sinapsi che sono associati all'autismo, al ritardo mentale e alla schizofrenia. Zhang e colleghi hanno studiato un tipo importante di sinapsi nel cervello (chiamato sinapsi glutamatergica) che subisce un rapido affinamento subito dopo la nascita. Hanno scoperto che queste sinapsi si rafforzano attraverso l'aggiunta di un particolare tipo di recettori del glutammato, a partire da circa una settimana dopo la nascita, per i topi. In particolare, la privazione sensoriale interrompe il rafforzamento delle sinapsi, evidenziando il ruolo delle prime esperienze nella costruzione di sinapsi.

In una scoperta un po' sorprendente, il laboratorio di Zhang ha anche scoperto che l'eliminazione delle sinapsi ridondanti non era dipendente dall'altra funzione di rafforzamento delle sinapsi. Poichè il potenziamento sinaptico precede di solito la rimozione delle sinapsi ridondanti, non era noto se tale eliminazione dipendesse dal rafforzamento precedente. Nei topi privi del recettore, che impediva il rafforzamento significativo delle connessioni sinaptiche, le sinapsi ridondanti sono stati eliminate come al solito.

Fonte: Materiale del Jackson Laboratory.

Riferimento: Hao Wang, Hong Liu, Zhong-Wei Zhang. Elimination of Redundant Synaptic Inputs in the Absence of Synaptic Strengthening. Journal of Neuroscience, 2011; 31 (46): 16675-16684 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.4569-11.2011.

Pubblicato in ScienceDaily il 16 novembre 2011 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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