Uno studio dimostra come funziona la comunicazione a lungo distanza dei neuroni nel cervello, che è la chiave per sostenere la plasticità e l'adattabilità del cervello.
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Uno studio innovativo pubblicato sul Journal of Neuroscience fa nuova luce su come le cellule cerebrali trasmettono informazioni cruciali dalle loro estremità al nucleo, portando ad attivare geni essenziali per l'apprendimento e la memoria.
I ricercatori hanno identificato un percorso cruciale che collega il modo in cui i neuroni si inviano reciprocamente segnali (attività sinaptica) per esprimere i geni necessari per i cambiamenti a lungo termine nel cervello, fornendo approfondimenti sui processi molecolari alla base della formazione della memoria.
"Questi risultati fanno luce su un meccanismo critico che collega l'attività sinaptica locale ai cambiamenti più ampi di espressione genica necessari per l'apprendimento e la memoria", ha affermato Mark Dell’Acqua, professore di farmacologia all'Università del Colorado e autore senior dello studio. “Questo documento è principalmente una scoperta di scienza di base di un processo fondamentale di ciò che fanno le cellule nervose. Comprendere questo sistema di comunicazione non solo migliora la nostra conoscenza della funzione cerebrale, ma potrebbe anche informare meglio trattamenti terapeutici per i disturbi cognitivi".
Il nucleo dove sono controllati i geni che modificano la funzione dei neuroni è molto lontano da dove i neuroni ricevono segnali dalle loro sinapsi, che si trovano nei dendriti distanti che si propagano come rami dal tronco di un albero.
Questa ricerca si concentra sull'elemento cAMP-response element binding protein (CREB), un fattore di trascrizione noto per regolare i geni vitali per i cambiamenti dinamici nelle sinapsi, essenziale per la comunicazione neuronale. Nonostante il ruolo ben documentato di CREB nel sostenere l'apprendimento e la memoria, erano ancora poco chiari i meccanismi esatti che portano alla sua attivazione durante l'attività neuronale.
Attraverso tecniche di microscopia avanzata, la dottoranda Katlin Zent del gruppo di ricerca del dott. Dell'Acqua ha rivelato un meccanismo di trasmissione cruciale che coinvolge l'attivazione di recettori e canali ionici che generano segnali di calcio che comunicano rapidamente dalle sinapsi dei rami dendritici remoti al nucleo nel corpo del neurone.
"Andando avanti, questa ricerca ci consentirà di esaminare meglio il modo in cui vengono usati questi percorsi in diversi stati patologici", ha affermato Dell’Acqua. “Potremmo vedere esattamente quali parti di questo nuovo meccanismo sono interferite e dove, dandoci un'idea migliore dell'impatto su questo percorso, che influenza l'apprendimento e la memoria. Questa ricerca evidenzia potenziali obiettivi per interventi mirati a condizioni come l'Alzheimer e altri disturbi legati alla memoria".
Fonte: Kelsea Pieters in University of Colorado (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: KH Zent, ML Dell’Acqua. Synapse-to-nucleus ERK-CREB transcriptional signaling requires dendrite-to-soma Ca2+propagation mediated by L-type voltage-gated Ca2 channels. J Neurosc, 2024, DOI
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