Ricerche

I risultati potrebbero gettare le basi per la terapia del deterioramento cognitivo e aiutare a migliorare la memoria.

I neuroni producono modelli ritmici di attività elettrica nel cervello. Una delle domande senza risposta nel campo delle neuroscienze è cosa guida principalmente questi segnali ritmici, chiamati oscillazioni. I ricercatori dell'Università dell'Arizona hanno scoperto che anche solo ricordare gli eventi può attivarle, ancor più di quando si sperimenta l'evento reale.

I ricercatori, le cui scoperte sono pubblicate su Neuron, si sono concentrati specificamente su quelle che sono note come oscillazioni theta, che emergono nella regione dell'ippocampo del cervello durante attività come esplorazione, navigazione e sonno. L'ippocampo ha un ruolo cruciale nella capacità del cervello di ricordare il passato.

Prima di questo studio, si credeva che l'ambiente esterno avesse un ruolo più importante nel guidare le oscillazioni theta, ha affermato Arne Ekstrom, professore di cognizione e sistemi neurali nel Dipartimento di Psicologia della UArizona e autore senior dello studio. Ma Ekstrom e i suoi collaboratori hanno scoperto che la memoria generata nel cervello è la guida primaria dell'attività theta.

"Abbiamo scoperto con sorpresa che le oscillazioni theta nell'uomo sono più diffuse quando qualcuno sta ricordando le cose, rispetto all'esperienza diretta dell'evento", ha detto la prima autrice dello studio Sarah Seger, dottoranda del Dipartimento di Neuroscienze.

"I risultati della ricerca potrebbero avere implicazioni per il trattamento dei pazienti con danni cerebrali e deterioramento cognitivo, compresi i pazienti che hanno convulsioni, ictus e Parkinson", ha affermato Ekstrom. "Potremmo usare la memoria per creare stimolazioni all'interno del cervello e guidare le oscillazioni theta, che potrebbero potenzialmente portare a miglioramenti della memoria nel tempo".

I ricercatori della UArizona hanno collaborato con colleghi del centro medico dell'Università del Texas di Dallas, tra cui il neurochirurgo dott. Brad Lega e il tecnico di ricerca Jennifer Kriegel. I ricercatori hanno reclutato 13 pazienti che erano monitorati al centro in preparazione alla chirurgia dell'epilessia. Per il monitoraggio, i medici del centro avevano impiantato elettrodi nel cervello dei pazienti per rilevare convulsioni occasionali. Con quegli elettrodi, i ricercatori hanno registrato le oscillazioni theta nell'ippocampo del cervello.

I pazienti hanno partecipato a un esperimento di realtà virtuale, in cui è stato dato loro un joystick per navigare nei negozi in una città virtuale su uno schermo di computer. Quando arrivavano alla destinazione corretta, l'esperimento di realtà virtuale era messo in pausa. I ricercatori hanno chiesto ai partecipanti di immaginare il luogo in cui hanno iniziato la loro navigazione e di rifare mentalmente il percorso su cui sono appena passati.

I ricercatori hanno quindi confrontato le oscillazioni theta durante la navigazione iniziale con il successivo richiamo del percorso. Durante l'effettivo processo di navigazione con il joystick, le oscillazioni erano meno frequenti e di durata più breve rispetto alle oscillazioni presenti quando i partecipanti stavano solo immaginando il percorso.

Quindi, i ricercatori hanno concluso che la memoria è una guida forte delle oscillazioni theta nell'uomo. Un modo per compensare la funzione cognitiva compromessa è l'allenamento e la riabilitazione cognitivi, ha affermato Ekstrom:

"Fondamentalmente, prendi un paziente che ha disabilità di memoria e cerchi di insegnargli a essere migliore nella memoria".

In futuro, Ekstrom ha in programma di portare questa ricerca su pazienti che camminano liberamente, rispetto ai pazienti allettati e scoprire come la navigazione libera si confronta con la memoria per quanto riguarda le oscillazioni cerebrali.

"Essere in grado di confrontare direttamente le oscillazioni che erano presenti durante l'esperienza originale e durante un successivo richiamo è un enorme passo avanti nel campo in termini di progettazione di nuovi esperimenti e comprensione delle basi neurali della memoria", ha affermato la Seger.