Ricerche

Ricercatori della School of Medicine della University of California di San Diego hanno cancellato e riattivato i ricordi nei ratti, alterando profondamente la reazione degli animali agli eventi passati.

Lo studio, pubblicato nell'edizione del 1° giugno anticipata online della rivista Nature, è il primo a dimostrare la possibilità di rimuovere selettivamente un ricordo e di riattivarlo in modo prevedibile stimolando i nervi nel cervello con frequenze che sono note per indebolire e rafforzare i legami tra le cellule nervose, chiamate sinapsi.

"Siamo in grado di formare un ricordo, cancellarlo e possiamo riattivarlo, a volontà, mediante l'applicazione di uno stimolo che rafforza o indebolisce, in modo selettivo, le connessioni sinaptiche", ha detto Roberto Malinow, MD, PhD, professore di neuroscienze e autore senior dello studio.

Gli scienziati hanno stimolato otticamente un gruppo di nervi nel cervello di un ratto, che erano stati geneticamente modificati per renderli sensibili alla luce, e contemporaneamente hanno inviato una scossa elettrica al piede dell'animale. I ratti hanno imparato presto ad associare la stimolazione del nervo ottico con il dolore e hanno mostrato comportamenti di paura quando venivano stimolati questi nervi. Le analisi hanno mostrato cambiamenti chimici all'interno delle sinapsi nervose stimolate otticamente, indicative di un potenziamento sinaptico.

Nella fase successiva dell'esperimento, il team di ricerca ha dimostrato la capacità di indebolire questo circuito stimolando gli stessi nervi con una serie di impulsi ottici a bassa frequenza, che cancellano il ricordo. Questi ratti non hanno più risposto successivamente alla stimolazione nervosa originale con la paura, suggerendo che il ricordo associato al dolore era stato cancellato.

In quello che potrebbe essere la scoperta più sorprendente dello studio, gli scienziati hanno trovato che potevano riattivare il ricordo perduto re-stimolando gli stessi nervi con una serie di impulsi ottici ad alta frequenza che formano il ricordo. Questi ratti ri-condizionati hanno risposto ancora una volta alla stimolazione originale con la paura, anche se non avevano ricevuto di nuovo la scossa ai piedi. "Siamo in grado di indurre un animale ad avere paura, e quindi a non avere paura, e poi di nuovo ad avere paura, stimolando i nervi a frequenze che rafforzano o indeboliscono le sinapsi", ha detto Sadegh Nabavi, ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Malinow e autore principale dello studio.

In termini di potenziali applicazioni cliniche, Malinow, titolare della «Shiley Endowed Chair» per la ricerca sull'Alzheimer in onore del Dr. Leon Thal, ha osservato che il peptide amiloide-beta, che si accumula nel cervello delle persone con Alzheimer, indebolisce le connessioni sinaptiche in modo molto simile a quello che ha permesso alla stimolazione a bassa frequenza di cancellare i ricordi nei ratti. "Dato che il nostro lavoro dimostra che possiamo invertire i processi che indeboliscono le sinapsi, potremmo potenzialmente contrastare alcuni degli effetti dell'amiloide-beta nei pazienti di Alzheimer", ha detto.

I co-autori includono Rocky Fox e Christophe Proulx, del Dipartimento di Neuroscienze della UCSD; e John Lin e Roger Tsien, del Dipartimento di Farmacologia della UCSD. Questa ricerca è stata finanziata, in parte, dal National Institutes of Health e dal Cure Alzheimer's Fund.

Fonte:  University of California, San Diego Health Sciences  (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti:  Sadegh Nabavi, Rocky Fox, Christophe D. Proulx, John Y. Lin, Roger Y. Tsien and Roberto Malinow. Engineering a memory with LTD and LTP. Nature, 2014 DOI: 10.1038/nature13294

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