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Una nuova comunicazione neuronale importante per la memoria

In uno studio è stato individuato un fenomeno neuronale tra due regioni del cervello, durante il sonno, fondamentale per la formazione dei ricordi.

Di Giorgia Di Franco

Pubblicato il 20 Nov. 2017

Aggiornato il 12 Mar. 2018 13:13

Gli scienziati che hanno preso parte alla ricerca hanno individuato un fenomeno neuronale particolare tra due regioni del cervello, durante il sonno, fondamentale per la formazione dei ricordi in memoria: una comunicazione incrociata o cross-talk formata da onde ad alta frequenza.

 

Una ricerca scopre un nuovo meccanismo neuronale implicato nella memoria

Il National Institute of Neurological Disorder and Stroke (NIH), che mira ad accelerare lo sviluppo di nuovi approcci per lo studio del cervello, in collaborazione con il Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies Initiative (BRAIN Initiative)  ha, di recente, supportato una ricerca che ha approfondito i meccanismi implicati nel modo in cui le informazioni sono immagazzinate nella memoria. Gli scienziati (Buzsáki et al.) che hanno preso parte alla ricerca hanno individuato un fenomeno neuronale particolare tra due regioni del cervello, durante il sonno, fondamentale per la formazione dei ricordi in memoria: una comunicazione incrociata o cross-talk formata da onde ad alta frequenza.

Come già affermato nella letteratura neuroscientifica, esiste un’area importante dedita alla creazione dei ricordi in memoria: l’ippocampo o propriamente detto “corno d’Ammone”. Questo importante ruolo è dovuto alla plasticità sinaptica che permette un potenziamento a lungo termine neuronale grazie alla somministrazione di stimolazioni elettriche ad alta frequenza.

Lavori precendenti, come lo studio del professore György Buzsáki, M.D., Ph.D., hanno rivelato un innesco di una rete neurale ad alta frequenza chiamata ripples (letteralmente corrente ondulata) nell’ippocampo durante il sonno.

Nel corrente studio, oltre a confermare la presenza di queste ripples nell’ippocampo durante il sonno, è stata trovata la presenza inaspettata di ripples anche nella neocorteccia, considerata la sede presunta delle funzioni di apprendimento e quella filogeneticamente più recente, che comprende la corteccia sensitiva primaria, la corteccia motoria primaria e le cortecce associative.

Quando per la prima lo abbiamo notato, abbiamo pensato che non fosse corretto poiché non era mai stato osservato prima“, dice Dion Khodagholy, Ph.D. e primo co-autore dello studio.

Sulla base di ciò, i ricercatori (Buzsáki et al.) hanno teorizzato che tale dialogo, o cross-talk, potesse aiutare il mantenimento delle informazioni nel cervello.

Oltre all’uso di un insieme di elettrodi di registrazione collocati nella parte più profonda del cervello, i ricercatori (Buzsáki et al.) si sono avvalsi di un innovativo sistema chiamato NeuroGrid, che consiste di un insieme di minuscoli elettrodi collegati insieme come i fili di una coperta, i quali vengono collocati in una zona del cervello in modo tale che ogni elettrodo possa monitorare continuamente l’attività di un diverso set di neuroni.

“Questo particolare dispositivo ci permette di osservare diverse aree del cervello allo stesso tempo”, dice la ricercatrice Jennifer Gelinas.

Grazie a questi strumenti,  i ricercatori (Buzsáki et al.) hanno potuto esaminare l’attività cerbrale durante la fase di sonno più lunga, il sonno NREM (No Rapid Eye Moviment), di due gruppi di topi in diverse aree del cervello. Il primo gruppo di topi era addestrato ad individuare delle ricompense in un labirinto mentre il secondo era composto da ratti che esploravano il labirinto in modo casuale.

Le registrazioni elettroencefalografiche mostravano che nei topi addestrati, l’apprendimento del compito incrementava la sincronizzazione delle onde ad alta frequenza nella cross-talk tra l’ippocampo e la neocorteccia; inoltre, una seconda sessione di training incrementava ancora di più la loro presenza.

Nel gruppo di ratti, ai quali era stato permesso di esplorare il labirinto in maniera casuale, non si osservava nessun cambiamento significativo nella registrazione elettroencefalografica nella comunicazione incrociata tra le aree.

Lo studio, quindi, suggerisce che questo tipo di comunicazione sia importante per la creazione e l’immagazzinamento dei ricordi e “identificare specifici pattern di reti neurali che permettono di andare avanti con la formazione della memoria suggerisce un modo per capire meglio la memoria e affrontare potenzialmente anche i disturbi della memoria” sostiene Dr. Gelinas.

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