Le tracce della memoria

24 October 2013

Un team di neurobiologi, guidati da Simon Rumpel dell'Istituto di Ricerca di Patologia Molecolare (IMP) di Vienna, é riuscito a monitorare singoli neuroni nel cervello di topi, per lunghi periodi di tempo.

Tecniche di scansione avanzate hanno permesso loro di stabilire i percorsi durante la formazione e il richiamo della memoria. I risultati delle loro osservazioni sono pubblicati questa settimana su PNAS Early Edition.

La maggior parte dei nostri comportamenti - e quindi la nostra personalità - è modellato dalle esperienze precedenti. Memorizzare i ricordi di queste esperienze e poter recuperare le informazioni a volontà è quindi considerata una delle funzioni più basilari ed importanti del cervello.

Il modello attuale nel campo delle neuroscienze propone che la memoria viene memorizzata come cambiamenti anatomici duraturi nelle sinapsi, le strutture specializzate con cui le cellule nervose si connettono e segnalano a vicenda.

Presso l'Istituto di Ricerca di Patologia Molecolare (IMP) di Vienna, Simon Rumpel e Kaja Moczulska hanno usato topi per studiare gli effetti dell'apprendimento e della memorizzazione sull'architettura delle sinapsi. Hanno impiegato una tecnica microscopica avanzata chiamata scansione in vivo a due fotoni, che consente l'analisi di strutture fino a un millesimo di millimetro nel cervello vivente.

Con questa tecnologia, i neurobiologi hanno tracciato singoli neuroni nel corso di diverse settimane e li hanno analizzati ripetutamente. Hanno concentrato la loro attenzione sulle spine dendritiche che decorano i percorsi neuronali e corrispondono alle sinapsi eccitatorie.

Le analisi sono stati combinate con esperimenti comportamentali in cui gli animali sono stati sottoposti al classico condizionamento uditivo. I risultati hanno mostrato che l'esperienza di apprendimento innesca la formazione di nuove connessioni sinaptiche nella corteccia uditiva. Molte di queste nuove strutture persistono nel tempo, suggerendo un tracciato duraturo della memoria e confermando un importante predizione del modello attuale.

Oltre alle modifiche durante la formazione della memoria, gli scienziati dell'IMP si sono interessati all'atto del ricordare. Studi precedenti avevano dimostrato che il richiamo di ricordi è associato con dei processi molecolari simili alla formazione iniziale della memoria. Queste somiglianze sono state suggerite per riflettere il rimodellamento delle tracce di memoria durante il richiamo.

Per verificare questa ipotesi, i topi precedentemente addestrati, sono stati esposti a stimoli uditivi una settimana dopo il condizionamento, mentre si monitoravano le spine dendritiche nella corteccia uditiva. I risultati mostrano che, sebbene alcuni processi molecolari somiglino veramente a quelli che accadono per la formazione della memoria, la struttura anatomica delle sinapsi non cambia.

Questi risultati suggeriscono che il recupero dei ricordi non comporta una modifica della traccia di memoria in sé stessa. Al contrario i processi molecolari innescati dalla formazione della memoria e dal suo richiamo potrebbero riflettere la stabilizzazione delle connessioni sinaptiche precedentemente alterate o recentemente recuperate.

L'obiettivo primario del chiarire i processi durante la formazione e il richiamo della memoria è aumentare la nostra conoscenza di base. Le informazioni acquisite da questi studi potrebbero però aiutare a comprendere le malattie del sistema nervoso che colpiscono la memoria. Esse possono anche, in futuro, fornire la base per i trattamenti che offrono sollievo ai pazienti traumatizzati.

Fonte:Research Institute of Molecular Pathology.

Riferimenti: K. E. Moczulska, J. Tinter-Thiede, M. Peter, L. Ushakova, T. Wernle, B. Bathellier, S. Rumpel. Dynamics of dendritic spines in the mouse auditory cortex during memory formation and memory recall. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2013; DOI: 10.1073/pnas.1312508110

Pubblicato in imp.ac.at (> English version) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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