Ricercatori individuano 'interruttore' della memoria di lungo periodo

09 July 2013

Neurobiologi dell'Università di Heidelberg hanno scoperto che il calcio del nucleo delle cellule è un "interruttore" cellulare responsabile della formazione della memoria di lungo periodo.

Usando il moscerino della frutta Drosophila melanogaster come modello, il team guidato dal Prof. Dr. Christoph Schuster e il Prof. Dr. Hilmar Bading ha indagato sul modo in cui apprende il cervello.

I ricercatori volevano sapere quali sono i segnali nel cervello responsabili della creazione della memoria a lungo termine e della formazione delle speciali proteine coinvolte. Il team del Centro Interdisciplinare di Neuroscienze (IZN) ha misurato i livelli nucleari di calcio con una proteina fluorescente nei centri di associazione ed apprendimento del cervello dell'insetto, per indagare eventuali cambiamenti che si verificano durante il processo di apprendimento.

Il loro lavoro sul moscerino della frutta ha rivelato brevi picchi nel livello di calcio nel nucleo cellulare di specifici neuroni durante l'apprendimento. Proprio questo segnale del calcio è stato identificato dai ricercatori come l'innesco di un programma genetico che controlla la produzione di "proteine della memoria". Se si blocca questo interruttore del calcio nucleare, i moscerini non riescono più a formare memoria a lungo termine.

Il Prof. Schuster spiega che insetti e mammiferi hanno separato i rispettivi percorsi evolutivi circa 600 milioni di anni fa. A dispetto di questo divario considerevole, alcuni processi di vitale importanza (come la formazione della memoria) usano meccanismi cellulari simili negli esseri umani, nei topi e nei moscerini, come sono stati in grado di dimostrare gli esperimenti dei ricercatori. "Queste somiglianze indicano che la formazione della memoria a lungo termine è un fenomeno antico già presente negli antenati comuni di insetti e vertebrati. Entrambe le specie probabilmente usano meccanismi cellulari simili per la formazione della memoria a lungo termine, compreso l'interruttore del calcio nucleare", spiega Schuster.

I ricercatori dell'IZN suppongono che interruttori simili, basati su segnali del calcio nucleare, potrebbero avere applicazioni in altri settori - presumibilmente ogni volta che gli organismi hanno bisogno di adattarsi alle nuove condizioni nel lungo termine. "Anche la memoria del dolore, per esempio, o alcune funzioni per la protezione e la sopravvivenza dei neuroni usano questo interruttore di calcio nucleare", dice il Prof. Bading.

Questo interruttore cellulare potrebbe non funzionare negli anziani, fatto che Bading ritiene possa spiegare il declino della memoria osservato di solito in età avanzata. Quindi queste scoperte dei neurobiologi di Heidelberg aprono nuove prospettive per il trattamento dei cambiamenti nelle funzioni cerebrali legati all'età e alle malattie.

Fonte: Heidelberg, Universität.

Riferimento: J.-M. Weislogel, C. P. Bengtson, M. K. Muller, J. N. Hortzsch, M. Bujard, C. M. Schuster, H. Bading. Requirement for Nuclear Calcium Signaling in Drosophila Long-Term Memory. Science Signaling, 2013; 6 (274): ra33 DOI: 10.1126/scisignal.2003598

Pubblicato in Science Daily (> English version) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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