Scoperte le cellule della memoria ‘a presa rapida’

di Maria Rita Montebelli

Sono un gruppo di neuroni del lobo medio temporale, rapidissimi nel trasformare in ‘memoria’ un concetto associativo appena imparato. La scoperta potrebbe portare a interessanti sviluppi nel trattamento di patologie caratterizzate da turbe della memoria, dall’Alzheimer ai traumi cranici.

02 LUG - I neuroni del lobo temporale medio giocano un ruolo centrale nella formazione rapida di ricordi relativi agli eventi della vita quotidiana e ad esperienze di vario tipo. Lo certifica uno studio appena pubblicato su Neuron, pubblicazione del gruppo Cell Press. È un francobollo di cervello che si comporta come un cuscino ‘memory foam’, consentendo a qualsiasi esperienza della vita reale di lasciare la sua ‘impronta’ nel cervello, di fissarla in una memoria dalla vita breve, ma sufficiente a lasciare una traccia delle nostre esperienze. Alcune di queste ‘impronte’ sono destinate a traslocare nel magazzino dei ricordi, nella memoria a lungo termine; le altre scompariranno, proprio come un cuscino ‘memory foam’ che riprenda la sua forma.
 
A questa scoperta, i ricercatori dell’Università di Leicester, autori dello studio, sono giunti andando a registrare l’attività dei neuroni del lobo medio temporale, cellula per cellula. In questo modo sono riusciti a scoprire, per la prima volta nell’uomo, le basi cellulari della creazione dei ricordi di singoli episodi, della memoria a breve termine.  
“Siamo rimasti francamente impressionati – ammette il primo autore dello studio Matias Ison dell’ Università di Leicester - nello scoprire come i singoli neuroni segnalino l’apprendimento di nuove associazioni contestuali tra persone e luoghi e come le variazioni di ‘scarica’ si verifichino subito dopo un accadimento, una nuova esperienza. Tutto ciò risulta compatibile con i meccanismi che sottendono la memoria episodica”.
 
La creazione di ricordi relativi ad episodi occorsi nella vita quotidiana richiede delle rapide alterazioni neuronali, che possono comparire anche dopo un singolo evento. Studi su animali, condotti in precedenza, avevano già suggerito un coinvolgimento del lobo medio temporale nella codifica delle associazioni, condizione alla base della formazione della memoria episodica. Si trattava tuttavia di studi limitati perché richiedevano un lungo processo di training basato su ricompense, che normalmente implicava numerose ripetizioni di stimoli non naturali; tutto ciò non consentiva dunque di capire come i singoli neuroni potessero consentire una rapida codifica di memorie episodiche in contesti naturali.
 
Nel frattempo, studi condotti sull’uomo avevano dimostrato che i neuroni del lobo medio temporale rispondono a concetti correlati tra loro (come la visione delle fotografie di due attori che lavorino nella stessa serie televisiva). Ma fino alla pubblicazione di questo studio, nessuna ricerca era riuscita a definire con tanta precisione le basi cellulari della formazione di memorie episodiche.
 
Per riuscire ad individuare i neuroni coinvolti in questi processi, i ricercatori di inglesi, in collaborazione con alcuni colleghi con l’Università della California di Los Angeles, hanno registrato l’attività di oltre 600 singoli neuroni, utilizzando degli elettrodi impiantati nel lobo temporale medio di 14 pazienti,affetti da epilessia grave. Gli elettrodi venivano impiantati allo scopo di individuare il focus epilettogeno, per valutare la possibilità di un trattamento chirurgico.
 
Nella prima parte dell’esperimento, ai pazienti venivano mostrate immagini di persone (ad esempio membri della famiglia, attori e atleti famosi) e altre immagini di luoghi famosi, quali la torre Eiffel o la Casa Bianca.
 
Successivamente venivano mostrate loro immagini composite, contenenti una delle persone viste prima e un luogo famoso, allo scopo di simulare l’esperienza dell’incontro di una persona in un luogo particolare, di creare un’associazione.
 
Dopo aver visto le immagini composite, i pazienti imparavano le associazioni tra una persona e un luogo ad (esempio Clint Eastwood davanti alla Torre di Pisa).
I neuroni che nella prima fase dell’esperimento si erano attivati alla vista di Clint Eastwood, ma non della torre di Pisa, cominciavano ad attivarsi immediatamente alla vista della Torre di Pisa, una volta che il paziente aveva imparato l’associazione; e viceversa, i neuroni che si ‘accendevano’ nella prima parte dell’esperimento quando veniva mostrato al paziente la Torre di Pisa, ma rimanevano invece quiescenti alla vista di Clint Eastwood, una volta imparata l’associazione, si attivavano anche vedendo la foto dell’attore.
 
“La cosa più sorprendente – sottolinea Ison – è che queste alterazioni nell’attivazione dei neuroni sono praticamente istantanee e si verificano in coincidenza con il processo di apprendimento dell’associazione, anche al primo tentativo”. E questa è dunque la dimostrazione visiva della formazione di nuove memorie episodiche. E’ come assistere in presa diretta all’impronta lasciata da un evento sul nostro cervello, cioè.
 
Il prossimo passo consisterà ora nell’esaminare come mai alcuni concetti correlati vengano consolidati all’interno della memoria a lungo termine, mentre altri vengano rimossi, cancellati; altro punto oggetto di future indagini consisterà nel riuscire a capire se sarà possibile recuperare in seguito queste associazioni apprese, andando a stimolare il cervello.
 
La perdita della memoria rappresenta una delle condizioni più drammatiche dell’esistenza umana. Questo studio, che ha individuato i neuroni responsabili della memoria episodica, rappresenta uno step molto importante nella comprensione della fisiologia che sottende lo sviluppo di nuovi ricordi.  Tutto ciò potrebbe risultare un giorno prezioso per mettere a punto trattamenti in grado di migliorare l’esistenza dei pazienti affetti da disturbi della memoria, quali quelli affetti da Alzheimer, epilessia o le vittime di trauma cranico.
 
Maria Rita Montebelli

02 luglio 2015
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