Ricerche

Il team di ricerca guidato dai premi Nobel May-Britt e Edvard Moser, del Kavli Institute for Systems Neuroscience della Norwegian University of Science and Technology (NTNU), è già noto per la scoperta del senso del luogo del cervello. Ora ha dimostrato che il cervello intreccia anche un arazzo del tempo: segmenta e organizza eventi in esperienze, mettendo segnalibri unici su di loro in modo che la nostra vita non diventi un flusso sfocato, ma piuttosto una serie di momenti e ricordi significativi che possiamo rivisitare e da cui imparare.

Viviamo in un flusso continuo di informazioni sensoriali fugaci. Come riusciamo a selezionare e segmentare questo flusso di realtà in esperienze significative che portiamo avanti nella vita? I ricercatori della NTNU hanno trovato una risposta 'balzante' in un nuovo studio pubblicato su Science.

Un segnale che non si ripete mai

I ricercatori hanno esaminato una parte del sistema di memoria del cervello chiamato corteccia entorinale laterale (CEL). Quest'area fornisce stimoli importanti che aiutano a generare il nostro senso del tempo durante esperienze e ricordi. Una nuova tecnologia chiamata Neuropixels ha permesso di registrare contemporaneamente migliaia di cellule cerebrali in quest'area.

"Abbiamo scoperto che le cellule cerebrali lavorano insieme per creare un segnale che si muove costantemente con uno schema che non si ripete mai, nemmeno durante il sonno. Questa deriva non è guidata da ciò che facciamo o vediamo, ma è una proprietà intrinseca della rete", ha affermato Edvard Moser, professore di neuroscienze del Kavli Institute della NTNU. "È come se questa area cerebrale fosse cablata specificamente per catturare nuove sensazioni ed esperienze".

Il cervello crea segnalibri

"Quando succede qualcosa di importante, inaspettato o significativo - ad esempio una ricompensa, un nuovo posto o una sorpresa - questo segnale fa un balzo improvviso prima di continuare la sua deriva silenziosa. Questi salti segnano l'inizio e la fine di un'esperienza", ha detto Ben Kanter, primo autore dello studio.

I ricercatori usano l'analogia delle perle su una cordicella per illustrare come funziona il nostro senso del tempo. La stringa rappresenta la nostra esperienza soggettiva del tempo, che di solito scivola senza intoppi. Ma quando succede qualcosa di importante, il segnale salta. Edvard Moser lo dimostra sollevando la stringa verso l'alto e May-Britt mette una graffetta in quel punto. Il fermaglio segna l'inizio di una nuova esperienza: una sorta di segnalibro nel cervello.

Un segnale che scivola e salta

I ricercatori hanno registrato l'attività nella CEL, la parte del cervello che contribuisce al nostro senso del tempo, trovando che:

• L'attività CEL scivola lentamente in avanti senza mai ripetersi, indipendentemente da ciò che l'animale sta facendo, incluso durante il sonno.
• Quando accade qualcosa di importante o sorprendente, il segnale fa un salto improvviso; l'attività aumenta rapidamente all'inizio di un nuovo evento prima di sistemarsi di nuovo al basale.
• Questi salti creano 'codici a barre' neurali unici per ogni esperienza, consentendo al cervello di conservare e recuperare i ricordi.

Dopodiché, il senso del tempo continua la sua silenziosa deriva, con un evento dopo l'altro infilato sulla corda nell'ordine corretto, come perline su una collana. In questo modo, i salti dividono il flusso continuo delle informazioni sensoriali in esperienze distinte e significative, organizzate nella sequenza con cui si sono effettivamente verificate. "Questi salti offrono a ogni esperienza una firma neurale unica - un segnalibro, come un codice a barre nel cervello - che consente di conservare le esperienze come ricordi e recuperarli in seguito", ha detto Kanter.

Il tempo lancia i nostri ricordi

Lo studio spiega anche perché il tempo sembra così diverso nel momento rispetto alla memoria. "Un'ora noiosa può sembrare lunga mentre sta accadendo, ma lascia pochi ricordi e quindi sembrerà corta in retrospettiva. Il cervello non misura il tempo sperimentato in sé stesso, ma le esperienze. Più dettagli ed eventi archiviamo, più ricco e lungo appare il tempo nella nostra memoria", ha affermato Edvard Moser. "In altre parole, sono le nostre esperienze e ricordi che creano il nostro senso del tempo".

Un pezzo importante nel puzzle dell'Alzheimer

I risultati dello studio possono anche avere importanti implicazioni per comprendere la demenza: "Il morbo di Alzheimer (MA) inizia spesso nella corteccia entorinale laterale, proprio dove viene creato il senso del tempo", ha affermato May-Britt Moser. "Quando le cellule del CEL muoiono, diventa più difficile organizzare i ricordi e comprendere la sequenza di eventi".

Lei lo illustra raccogliendo le forbici e tagliando la corda di perline tenuta da Edvard. Il filo organizzativo del tempo è reciso e le perle - gli eventi - si riversano in disordine sul tavolo, senza struttura. "Il nostro obiettivo è capire come un cervello sano organizza tempo e ricordi. Se ci riusciamo, potremmo essere in grado di sviluppare metodi per rilevare prima il MA e fermare la morte cellulare prima che la malattia causi troppi danni", afferma.

Al K.G. Jebsen Centre for Alzheimer’s Disease, i neuroscienziati del Kavli stanno già collaborando con i neurologi all'ospedale St. Olavs usando questa conoscenza per sviluppare biomarcatori in grado di rilevare la malattia in anticipo. L'obiettivo finale è chiaro: risolvere il puzzle del MA e dare alle persone la possibilità di mantenere intatti ricordi e vita il più a lungo possibile.