Ricerche

Il nuovo lavoro di un team guidato dal dott. Tomás Ryan mostra che l'apprendimento avviene attraverso la formazione continua di nuovi modelli di connettività tra specifiche cellule 'engramma' in diverse regioni del cervello.

In rosso cellule engramma nel giro dentato (fonte: MIT)

Che sia di proposito, incidentalmente o semplicemente per caso, apprendiamo costantemente e quindi il nostro cervello cambia di continuo. Quando ci muoviamo nel mondo, interagiamo uno con l'altro o assorbiamo contenuti mediatici, il nostro cervello sta afferrando informazioni, creando nuovi ricordi.

La prossima volta che camminiamo per la strada, incontriamo i nostri amici o incontriamo qualcosa che ci ricorda l'ultimo podcast che abbiamo ascoltato, impegneremo rapidamente quelle informazioni della memoria che sono da qualche parte nel cervello. Ma in che modo queste esperienze modificano i neuroni per permetterci di formare nuovi ricordi?

Il cervello è un organo composto da reti dinamiche di cellule, sempre in uno stato di flusso dovuto a crescita, invecchiamento, degenerazione, rigenerazione, rumore quotidiano e apprendimento. La sfida per gli scienziati è identificare la 'differenza che fa la differenza' per la formazione di un ricordo: il cambiamento in un cervello che memorizza un ricordo viene riferito a un 'engramma', che mantiene le informazioni per un uso successivo.

Questo studio appena pubblicato mirava a capire come le informazioni potevano essere archiviate come engrammi nel cervello. La dott.ssa Clara Ortega-de San Luis, post-dottorato di ricerca nel laboratorio Ryan e prima autrice dello studio pubblicato su Current Biology, ha dichiarato:

“Le cellule di memoria engramma sono gruppi di cellule cerebrali che, attivate da esperienze specifiche, cambiano per incorporare e quindi mantenere informazioni nel cervello. La riattivazione di questi 'elementi costitutivi' dei ricordi innesca il richiamo di esperienze specifiche ad essi associate. La domanda è: come gli engrammi archiviano informazioni significative sul mondo?".

Per identificare e studiare i cambiamenti agli engrammi che ci consentono di codificare un ricordo, il team di ricercatori ha studiato una forma di apprendimento in cui due esperienze simili tra loro sono collegate dalla natura del loro contenuto.

I ricercatori hanno usato un paradigma in cui gli animali hanno imparato a identificare contesti diversi e formare associazioni tra loro. Usando tecniche genetiche, il team ha etichettato in modo cruciale due diverse popolazioni di cellule engramma nel cervello per due ricordi separati, e quindi hanno monitorato come si manifestava l'apprendimento nella formazione di nuove connessioni tra quelle cellule engramma.

Poi, attraverso l'optogenetica, che consente di controllare l'attività delle cellule cerebrali con la luce, hanno ulteriormente dimostrato come per apprendere fossero necessarie queste nuove connessioni. In tal modo, hanno identificato un meccanismo molecolare mediato da una proteina specifica situata nella sinapsi che è coinvolta nella regolazione della connettività tra le cellule engramma.

Questo studio fornisce prove dirette dei cambiamenti nella connettività del cablaggio sinaptico tra le cellule engramma da considerare come un probabile meccanismo per la conservazione della memoria nel cervello. Commentando lo studio, il dott. Ryan, professore associato della facoltà di biochimica e immunologia al Trinity Biomedical Sciences Institute e al Trinity College Institute of Neuroscience, ha dichiarato:

“Comprendere i meccanismi cellulari che consentono l'apprendimento ci aiuta a capire non solo come formiamo nuovi ricordi o modifichiamo quelli preesistenti, ma anche avanzare le nostre conoscenze per districare il modo in cui il cervello funziona e i meccanismi necessari per elaborare i pensieri e le informazioni.

“Nelle neuroscienze del 21° secolo, a molti di noi piace pensare che i ricordi vengano conservati nelle cellule engramma o nei loro sotto componenti. Questo studio sostiene che piuttosto che cercare informazioni all'interno o nelle cellule, dovremmo cercare informazioni tra le cellule stesse e che l'apprendimento può funzionare alterando il diagramma di cablaggio del cervello; assomiglia meno a un computer e di più a una scultura in sviluppo.

“In altre parole, l'engramma non è nella cellula; la cellula è nell'engramma".