Ricerche

Nel corso della nostra vita da svegli siamo esposti a un flusso continuo di stimoli ed esperienze. Alcune di queste esperienze innescano il rafforzamento delle connessioni tra i neuroni nel cervello, e inizia il processo di formazione dei ricordi. Tuttavia, queste tracce iniziali di memoria sono fragili e solo un piccolo numero diventerà ricordi a lungo termine con il potenziale di durare una vita.

Perché avvenga questa trasformazione, il cervello deve stabilizzare la tracce di memoria attraverso un processo chiamato «consolidamento», durante il quale, il cervello produce nuove proteine ​​che rafforzano le tracce di memoria fragili. Tuttavia, se una nuova esperienza insorge mentre si sta consolidando una traccia di memoria esistente, i nuovi stimoli potrebbero disturbare o addirittura alterare il processo di consolidamento.

Il cervello risolve parzialmente il problema posticipando parte del consolidamento della memoria a un periodo in cui le nuove esperienze sono minime: mentre dormiamo. Ma cosa succede se ci svegliamo mentre il consolidamento è ancora in corso? Come fa il cervello a impedire agli eventi che si verificano subito dopo il risveglio di interrompere il processo di consolidamento?

Un nuovo studio del Prof. Abraham Susswein, della Bar-Ilan University, pubblicato su eLife, ha ora risposto a questa domanda usando un soggetto apparentemente improbabile per lo studio, vale a dire la lumaca di mare Aplysia. Queste lumache marine sono comode per le indagini neuroscientifiche a causa dei loro semplici sistemi nervosi e dei grandi neuroni, e perché hanno dimostrato di essere capaci di forme semplici di apprendimento.

Subito dopo l'allenamento durante le ore di veglia, le proteine ​​sono sintetizzate per avviare il consolidamento della nuova memoria. Le proteine ​​di consolidamento sono prodotte ancora una volta in grande quantità durante il sonno per supportare i processi successivi sulla traccia di memoria. I ricercatori hanno scoperto che il blocco della produzione di proteine ​​di consolidamento nelle lumache di mare addormentate impedisce a queste creature la formazione di ricordi a lungo termine, confermando che, come noi, consolidano i ricordi durante il sonno.

Susswein, Levy e Levitan ora dimostrano che l'esposizione delle lumache di mare a nuovi stimoli subito dopo che si svegliano non innesca la formazione di nuovi ricordi. Gli animali sono stati addestrati a un paradigma di apprendimento che influenza la loro attività di alimentazione, dopo essere stati risvegliati dal sonno. Al risveglio, sono impedite le interazioni tra nuove esperienze e il consolidamento, perché il cervello blocca la memoria a lungo termine derivante da nuovi stimoli.

Tuttavia quando, appena prima della formazione [della memoria], i ricercatori hanno trattato le lumache con un farmaco che inibisce la produzione di proteine, hanno trovato che i nuovi stimoli potrebbero generare memoria a lungo termine. Questi risultati dimostrano che le proteine ​​che bloccano la formazione di nuovi ricordi impediscono a un'esperienza al risveglio di essere efficace nel produrre memoria.

La rimozione di questo blocco (che inibisce la produzione di proteine) permette alle esperienze che nascono appena dopo il risveglio di essere codificate in memoria. Questo vale anche per le esperienze che sono troppo brevi per innescare la formazione di memoria nelle lumache di mare completamente sveglie.

Dice Susswein: "L'intuizione importante di questa ricerca è che c'è un processo attivo nel cervello che inibisce la capacità di imparare cose nuove e protegge il consolidamento dei ricordi".

I ricercatori hanno anche confrontato l'apprendimento delle lumache di mare completamente sveglie addestrate in modo isolato e quelle allenate con i compagni. Hanno scoperto che la formazione [di memoria] in isolamento sociale sembra inibire il nuovo apprendimento, e hanno identificato dei processi molecolari simili, comuni sia alla formazione in isolamento che alla formazione al risveglio.

"Il seguito di questo lavoro", dice Susswein, "è individuare queste proteine che bloccano la memoria ​​e capire come impediscono la formazione di nuovi ricordi. Potrebbe anche saltar fuori che il processo di blocco è responsabile del mancato ricordo dei nostri sogni quando ci svegliamo".

Una sfida futura importante è verificare se le stesse proteine ​​potrebbero infine essere usate per bloccare i ricordi indesiderati, per esempio, nei casi di disturbo da stress post-traumatico.

Questa ricerca è stata finanziata dalla Israel Science Foundation (ISF).