Ricerche

Se hai notato talvolta che i ricordi dello stesso giorno sembrano connessi mentre gli eventi di settimane diverse sembrano separati, un nuovo studio pubblicato di recente su Nature Neuroscience rivela il motivo: il nostro cervello collega fisicamente i ricordi di esperienze vicine nel tempo non nei corpi cellulari dei neuroni, ma nelle loro estensioni spinose chiamate dendriti.

Questa scoperta deriva da studi sui topi, in cui i ricercatori hanno osservato la formazione di memoria usando tecniche di scansione avanzate, inclusi microscopi in miniatura che hanno catturato la risoluzione a cellula singola negli animali vivi. Lo studio mostra che i ricordi sono archiviati in compartimenti dendritici: quando si forma una memoria, i dendriti interessati si preparano per catturare nuove informazioni che arrivano entro le ore successive, collegando i ricordi vicini nel tempo.

"Se pensi a un neurone come a un computer, i dendriti sono come piccoli computer al suo interno, ognuno dei quali esegue i propri calcoli", ha dichiarato la prima autrice Megha Sehgal, assistente prof.ssa di psicologia della Ohio State University di Columbus. "Questa scoperta mostra che il cervello può collegare le informazioni che arrivano vicine nel tempo alla stessa posizione dendritica, ampliando la nostra comprensione di come sono organizzati i ricordi".

Sebbene la maggior parte degli studi su apprendimento e memoria si siano concentrati su come si forma una singola memoria nel cervello, il laboratorio della Sehgal punta a determinare come organizziamo molteplici ricordi. "L'idea è che non formiamo i ricordi isolati. Non formi una singola memoria. Usi quella memoria, produci un quadro di ricordi e poi trai da quel quadro quando è necessario prendere decisioni adattive", ha detto.

I neuroni, le principali cellule cerebrali, sono note per codificare e trasmettere informazioni. I dendriti (le proiezioni simili a rami che si estendono dai neuroni) hanno un ruolo cruciale nel modo in cui le informazioni vengono elaborate, ricevendo informazioni in arrivo e passandole al corpo del neurone.

Ma i dendriti non sono solo condotti passivi: ogni ramo dendritico può fungere da unità computazionale indipendente. Sebbene si pensasse che i dendriti hanno un ruolo importante nella funzione del cervello, il modo in cui modellano l'apprendimento e la memoria non era ancora chiaro, almeno fino ad ora, ha detto la Sehgal.

Quando, negli esperimenti, dei topi sono stati esposti in due diversi ambienti in un breve periodo di tempo, il team ha scoperto che i ricordi di questi spazi risultavano collegati. Se i topi avevano ricevuto una lieve scossa in uno di questi spazi, gli animali hanno finito per congelarsi di paura in entrambi gli ambienti, associando lo shock da una stanza all'altra.

Lo studio si è concentrato sulla corteccia retrospleniale (RSC), una regione cerebrale cruciale per la memoria spaziale e contestuale. I ricercatori hanno osservato che i ricordi collegati coinvolgevano costantemente gli stessi gruppi di neuroni della RSC e i loro rami dendritici. Il team ha monitorato questi cambiamenti a livello dendritico visualizzando le spine dendritiche, piccole sporgenze sui dendriti con cui comunicano i neuroni.

La formazione di nuove memorie ha innescato l'aggiunta di gruppi di spine dendritiche, un processo fondamentale per rafforzare la comunicazione tra neuroni e facilitare l'apprendimento. I gruppi di spine si sono formati dopo che la prima memoria aveva maggiori probabilità di attrarre nuove spine durante una seconda memoria a tempo stretto, collegando fisicamente quelle esperienze nel cervello.

Per confermare il ruolo dei dendriti nel collegare i ricordi, il team ha utilizzato l'optogenica, una tecnica che consente ai ricercatori di controllare i neuroni con la luce. Riattivando specifici segmenti dendritici che erano stati attivi durante la formazione della memoria, erano in grado di collegare ricordi altrimenti non correlati, dimostrando ulteriormente l'importanza dei cambiamenti dendritici nel modellare le reti di memoria.

Oltre a chiarire un ruolo precedentemente sconosciuto dei dendriti nel collegare i ricordi, i risultati aprono nuove strade per comprendere i disturbi legati alla memoria, ha affermato la Sehgal:

"Il nostro lavoro non solo amplia la comprensione di come si formano i ricordi, ma suggerisce anche nuove interessanti possibilità per manipolare i processi di memoria di ordine superiore. Ciò potrebbe avere implicazioni per lo sviluppo di terapie per le condizioni legate alla memoria come l'Alzheimer".