Ricerche

Un team di neuroscienziati dell'Università di New York ha stabilito come una coppia di molecole «fattore di crescita» contribuisce alla formazione della memoria a lungo termine, una scoperta che appare sulla rivista Neuron.

"Questi risultati ci fanno capire meglio l'architettura della memoria e, in particolare, che le molecole si comportano come una rete per creare la memoria a lungo termine", spiega l'autore senior Thomas Carew, professore al Center for Neural Science della New York University e decano della Facoltà di Lettere e Scienze della NYU.

"Ancora più importante, questo segna un altro passo per chiarire la complessità delle funzioni della memoria, che è vitale per lo sviluppo di terapie cognitive per affrontare le afflizioni correlate".

L'importanza delle molecole fattori di crescita (growth factor = GF) è nota da tempo. Esse sono fondamentali nella costruzione del cervello dall'utero all'età adulta. Inoltre, nel tempo, è stato stabilito che le GF sono "riciclate" da costruttrici del cervello a ingegneri della memoria a lungo termine.

E' meno chiaro, tuttavia, come la vasta gamma di famiglie di GF, come pure i diversi membri all'interno di ogni famiglia, agiscono per aiutarci a creare questi ricordi.

Lavorando per rispondere a questa domanda, il gruppo di ricerca della NYU, che comprendeva anche la dottoranda Ashley Kopec, prima autrice dello studio e il ricercatore Gary Philips, si è concentrato su due famiglie di GF: TrkB e TGFβr-II, che rappresentano due classi distinte di GF che usano diversi tipi di recettori per esercitare la loro azione nel cervello.

Nel loro studio, i ricercatori hanno esaminato le GF dell'Aplysia californica, la lumaca di mare della California. L'Aplysia è un organismo modello che è abbastanza potente per questo tipo di ricerca perché i suoi neuroni sono da 10 a 50 volte superiori a quelli di organismi superiori, come i vertebrati, e possiede una rete relativamente piccola di neuroni; sono caratteristiche che permettono facilmente l'esame della segnalazione molecolare durante la formazione della memoria.

In particolare, per produrre una forma di "memoria di minaccia", chiamata «sensibilizzazione» nel sistema di riflesso semplice dell'Aplysia, i ricercatori hanno dato alle lumache di mare un paio di leggeri colpi sulla coda, a 45 minuti uno dall'altro. Il primo per infondere un "contesto molecolare" nei neuroni del riflesso e il secondo per usare tale contesto per indurre i meccanismi molecolari necessari per formare una memoria a lungo termine, e hanno poi esaminato l'attività delle GF in entrambi i momenti, Tempo 1 e Tempo 2.

I risultati hanno mostrato differenze nel ruolo di queste due famiglie GF su due dimensioni: il tempo e lo spazio. Al Tempo 1, quando viene creato il contesto per la memoria, la famiglia TrkB ha un ruolo fondamentale, mentre la TGFβr-II è irrilevante. Tuttavia, al Tempo 2, quando una memoria a lungo termine è realmente formata, i ruoli sono invertiti: la TGFβr-II è attiva, ma la TrkB è insignificante.

Inoltre, i risultati hanno mostrato differenze spaziali. Nell'Aplysia, il semplice circuito neurale che media il riflesso modificato dall'apprendimento è costituito da neuroni sensoriali unici e da neuroni motori. I corpi cellulari dei neuroni sensoriali vivono in uno scompartimento del cervello mentre le relative sinapsi, che passano i segnali ad altre cellule, risiedono in un altro. Nello studio su Neuron, i ricercatori hanno scoperto che gli effetti della famiglia TrkB sono esercitati solo a livello delle sinapsi mentre le funzioni della TGFβr-II solo sul corpo cellulare.

Nel complesso lo studio fornisce nuove informazioni sul ruolo unico delle varie famiglie di GF, sia nel tempo che nello spazio, contribuendo così a chiarire il "quando", il "dove" e il "come" della formazione della memoria.

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La ricerca è stata finanziata dal National Institute of Mental Health.

Fonte: New York University via Newswise (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Ashley M. Kopec, Gary T. Philips, Thomas J. Carew. Distinct Growth Factor Families Are Recruited in Unique Spatiotemporal Domains during Long-Term Memory Formation in Aplysia californica. Neuron, 2015; 86 (5): 1228 DOI: 10.1016/j.neuron.2015.04.025

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