Ricerche

Una ricerca approfondisce la nostra comprensione di alcuni tipi di memoria a lungo termine.

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Ricordi il nome del tuo insegnante di 2a elementare o quello che hai mangiato a pranzo oggi? Quei ricordi possono essere separati da decenni, ma entrambi sono considerati ricordi a lungo termine. Più di mezzo secolo fa, dei neuroscienziati hanno scoperto che il danno a una regione cerebrale chiamata lobo temporale mediale (MTL) causa una grave compromissione della memoria dichiarativa a lungo termine (i ricordi di fatti espliciti come nomi e date), ma lascia intatta la memoria a breve termine.

I pazienti con danni all'MTL potevano tenere il passo e portare avanti una breve conversazione ma, solo un minuto o due dopo, non ricordavano neppure che la conversazione avesse avuto luogo. Sorprendentemente, tuttavia, quei pazienti potevano imparare nuove abilità motorie e trattenerle per giorni, mesi o anche più a lungo, indicando che il danno MTL aveva scarso effetto sui ricordi delle capacità motorie.

Quindi, quale regione del cervello è responsabile dei ricordi di abilità motorie a lungo termine, come andare in bicicletta? Esistono regioni specifiche in cui si formano i ricordi sensomotori a breve e a lungo termine? La ricerca cerca da anni di rispondere a queste domande.

Ora, ricercatori della Harvard University, con uno studio pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences, hanno dimostrato che, proprio come i ricordi dichiarativi, i ricordi a breve e a lungo termine delle abilità motorie si formano in diverse regioni del cervello, e il cervelletto è fondamentale per la formazione di ricordi di abilità a lungo termine.

"Questo lavoro fa capire meglio il ruolo del cervelletto nell'apprendimento sensomotorio e indica la sua funzione di portale per la formazione di memorie stabili delle abilità sensomotorie, in gran parte indipendenti dai sistemi di memoria a breve termine", ha affermato Maurice Smith, professore di bioingegneria e autore senior dello studio.

I ricercatori sapevano da tempo che il cervelletto è fondamentale per l'apprendimento motorio, ma non era chiaro il suo ruolo nella formazione della memoria di abilità a breve e lungo termine. Per comprendere la connessione tra cervelletto e questi ricordi, Smith e il primo autore Alkis Hadjiosif, post-dottorato alla Harvard e al Massachusetts General Hospital, si sono ispirati a un insieme apparentemente disordinato di scoperte precedenti sull'apprendimento motorio in pazienti con danno cerebellare (= al cervelletto, dal latino cerebellum che significa 'piccolo cervello').

Nonostante tutti questi studi precedenti abbiano trovato prove di un apprendimento sensomotorio compromesso negli individui con danni cerebellari, la dimensione di questa compromissione variava ampiamente tra loro.

"Sebbene questa discrepanza possa dipendere da differenze nella quantità o alla posizione precisa del danno o alle differenze nei tipi di compiti di apprendimento motorio impiegati, abbiamo avuto un'idea diversa", ha affermato Smith.

Smith e Hadjiosif hanno pensato che sottili differenze nel tempo tra gli esperimenti - ciò che chiamano 'finestra di memoria' - potrebbero spiegare la maggior parte delle discrepanze osservate.

"Questo sarebbe il caso se la memoria sensomotoria a lungo termine fosse specificamente compromessa da danni cerebellari, perché le finestre di memoria più lunghe aumenterebbero la dipendenza dalla memoria compromessa a lungo termine", ha affermato Hadjiosif.

Il problema era che questi intervalli di tempo erano raramente riportati negli studi pubblicati. Un po' ricercatori, e un po' investigatori, Smith e Hadjiosif hanno rintracciato i dati grezzi dettagliati di due di questi studi, da cui hanno potuto determinare gli intervalli inter-esperimento dell'intera sequenza di esperimento per tutte le persone studiate.

I ricercatori hanno scoperto che entrambi gli studi avevano intervalli inter-esperimento piuttosto brevi e hanno riportato solo piccole menomazioni nell'apprendimento dei pazienti con malattia cerebellare grave rispetto agli individui sani. Ciò significa che, quando ai partecipanti veniva chiesto di svolgere lo stesso compito, diciamo, 5 volte, con solo pochi secondi tra ogni ripetizione, i pazienti con degenerazione cerebellare sono andati solo leggermente peggio degli individui sani.

Ma approfondendo di più i dati, Smith e Hadjiosif hanno trovato qualcosa di interessante. Tra gli esperimenti, a volte c'era più tempo per consentire il ripristino al team di ricerca o al partecipante di fare una breve pausa.

“Quando abbiamo esaminato queste differenze tra un esperimento e l'altro, abbiamo scoperto che gli stessi pazienti che hanno mostrato prestazioni quasi normali nei loro esperimenti con intervallo breve, erano notevolmente compromessi su esperimenti a intervallo lungo all'interno della stessa sessione. E questo si verificava in entrambi gli studi", ha detto Hadjiosif.

Il team ha quindi esaminato più di una dozzina di ulteriori studi in cui le persone con degenerazione cerebellare hanno svolto compiti motori e hanno scoperto che gli studi che hanno usato un numero maggiore di direzioni di movimento nel compito, che aumentavano il tempo tra gli esperimenti della stessa direzione con condivisione della memoria sensomotoria, avevano una compromissione della memoria notevolmente più alta rispetto a quelli con meno direzioni di movimento.

"Questi risultati evidenziano quanto il tempo sia importante per comprendere la degradazione della memoria nei pazienti con degenerazione cerebellare e risolvere il mistero della variabilità da un esperimento all'altro e da uno studio all'altro negli effetti del danno cerebellare sull'abilità di apprendimento sensomotoria", ha affermato Smith. "La nostra ricerca di solito prevede di progettare manipolazioni sperimentali per acquisire nuovi dati in grado di fornire informazioni sui meccanismi per l'apprendimento e la memoria, ma a volte anche solo guardare vecchi dati attraverso l'obiettivo giusto può essere molto illuminante".