Esperienze e opinioni

Durante le prime settimane del nuovo anno, i buoni proponimenti sono spesso accompagnati da tentativi di apprendere nuovi comportamenti che migliorano la salute. Speriamo che le vecchie cattive abitudini scompaiano e che nuove abitudini salutari diventino automatiche.

Ma come può essere riprogrammato il nostro cervello per assicurare che una nuova abitudine salutare possa essere appresa e mantenuta?

Apprendimento hebbiano

Nel 1949, lo psicologo canadese Donald Hebb propose la teoria dell'apprendimento hebbiano per spiegare come un compito di apprendimento si trasforma in una memoria a lungo termine. In questo modo, le abitudini sane vengono automaticamente mantenute dopo la loro ripetizione continua.

L'apprendimento e la memoria sono una conseguenza di come le nostre cellule cerebrali (i neuroni) comunicano tra loro. Quando impariamo, i neuroni comunicano attraverso trasmissioni molecolari che passano attraverso le sinapsi, producendo un circuito di memoria.

Conosciuto come 'potenziamento a lungo termine' (LTP), più spesso viene ripetuto un compito di apprendimento, più continua la trasmissione, più forte diventa un circuito di memoria. È questa capacità unica dei neuroni di creare e rafforzare le connessioni sinaptiche mediante un'attivazione ripetuta che conduce all'apprendimento hebbiano.

Memoria e ippocampo

Capire il cervello richiede un'indagine attraverso approcci diversi e da varie specialità. Il campo delle neuroscienze cognitive inizialmente si è sviluppato con un piccolo numero di pionieri. I loro progetti sperimentali e osservazioni hanno portato alle fondamenta di come comprendiamo l'apprendimento e la memoria oggi.

I contributi di Donald Hebb della McGill University rimangono la forza trainante per spiegare la memoria. Sotto la sua supervisione, la neuropsicologa Brenda Milner ha studiato un paziente con memoria alterata a seguito di una lobectomia. Ulteriori studi con il neurochirurgo Wilder Penfield permisero alla Milner di espandere il suo studio della memoria e dell'apprendimento nei pazienti sottoposti a chirurgia cerebrale.

La scoperta della Milner avvenne mentre studiava un paziente che aveva subito la rimozione dell'ippocampo su entrambi i lati del cervello, determinando un'amnesia. Notò che il paziente poteva ancora apprendere nuovi compiti ma non poteva trasferirli nella memoria a lungo termine.

In questo modo, l'ippocampo è stato identificato come il sito richiesto per il trasferimento della memoria da breve termine a quella a lungo termine dove ha luogo l'apprendimento hebbiano. Nel 2014, all'età di 95 anni, la Milner ha avuto il premio norvegese Kavli in neuroscienze per la sua scoperta del 1957 sull'importanza dell'ippocampo per la memoria.

Nel 2014 è stato premiato anche il neuroscienziato John O'Keefe, il quale ha scoperto che l'ippocampo ospitava anche 'cellule di posto' per creare una mappa cognitiva che ci consente di passare da una posizione all'altra attraverso la nostra memoria. O'Keefe ha ricevuto anche il premio Nobel 2014 in medicina.

Che l'attivazione neuronale ripetuta nell'ippocampo porti effettivamente alla memoria è stato scoperto dal neuroscienziato Tim Bliss; per questa ricerca, Bliss ha ricevuto il Brain Prize della Fondazione Lundbeck nel 2016. Presi insieme, Milner, Bliss e O'Keefe hanno confermato il paradigma di Hebb e il suo famoso assioma: "i neuroni che sparano insieme, sono cablati insieme".

Memoria di animali non-umani

I principali progressi negli organismi non umani ci insegnano i meccanismi di memoria che possono essere applicati agli esseri umani. Eric Kandel della Columbia University è stato insignito del premio Nobel 2000 in medicina per la sua astuta scelta della lumaca di mare (Aplysia) per comprendere l'apprendimento hebbiano.

Kandel ha prodotto prove conclusive che la memoria era una conseguenza della segnalazione ripetuta a un neurone che rispondeva a un compito di apprendimento che avrebbe innescato la produzione di acido ribonucleico (RNA). Il risultato finale era una nuova espressione proteica che portava un aumento delle connessioni sinaptiche.

Il successivo balzo in avanti è avvenuto alla McGill quando il biologo molecolare Nahum Sonenberg ha scoperto un meccanismo chiave che regola la formazione della memoria nell'ippocampo: il 'fattore di attivazione della sintesi proteica'. La scoperta ha rivelato che durante la formazione della memoria, è il fattore di attivazione della sintesi proteica nei neuroni dell'ippocampo che influenza la riprogrammazione necessaria per generare il 'cablaggio' delle nuove connessioni sinaptiche.

Una pillola di memoria?

Il lavoro di Sonenberg ha scosso il mondo degli scienziati che lavorano su come è controllata la sintesi proteica. Uno dei più importanti nel campo, il biologo molecolare Peter Walter è stato contattato da Sonenberg. Insieme, hanno identificato un composto chimico chiamato ISRIB che influenza lo stesso fattore di attivazione della sintesi proteica la cui importanza è stata rilevata da Sonenberg.

I risultati sono stati spettacolari, con un incredibile miglioramento della memoria nei topi dopo la somministrazione di ISRIB. Walter ha ora esteso questo per includere il ripristino della memoria nei topi che si stanno riprendendo da un trauma cerebrale.

Oggi, qualsiasi progresso viene attentamente esaminato dal momento che i disturbi della memoria negli esseri umani - dai disturbi della memoria associati all'età, alla demenza, all'Alzheimer - sono a livelli vicini alla pandemia negli anziani. L'Organizzazione Mondiale della Sanità stima che 10 milioni di pazienti all'anno siano diagnosticati solo con demenza, con un numero totale globale stimato a 50 milioni.