Memoria migliorata dalla competizione tra le cellule cerebrali
I risultati, pubblicati in Neurone, aiuterà la ricerca delle cause di disturbi neurologici come il morbo di Alzheimer, l'autismo e la schizofrenia.
"Gran parte della nostra comprensione del cablaggio del cervello è venuta dallo studio dei nostri sistemi sensoriali e motori, ma molto meno è compreso sui meccanismi che organizzano i circuiti neurali coinvolti nelle funzioni cerebrali superiori, come l'apprendimento e la memoria", ha detto l'autore senior Hisashi Umemori, MD , Ph.D.
Le cellule cerebrali crescono e si estendono lungo percorsi per collegare diverse parti del cervello, ha detto Umemori. Man mano che il cervello si sviluppa, queste connessioni si affinano e diventano più efficienti. Problemi con questo processo di affinamento possono essere responsabili di alcuni disturbi neurologici.
"Volevamo sapere come i circuiti cerebrali diventano più efficienti durante lo sviluppo del cervello", ha detto Umemori. "Il cervello sceglie di mantenere buone connessioni e sbarazzarsi di quelle cattive e, se sì, come?"
Per esaminare come l'attività neurale organizza i circuiti di memoria, i ricercatori hanno utilizzato topi che erano stati geneticamente modificati in modo che i neuroni di interesse potessero essere intenzionalmente disattivati.
Gli scienziati hanno studiato la connessione tra l'ippocampo, che è fondamentale per l'apprendimento e la memoria, e la corteccia cerebrale, che è la chiave per la percezione e la consapevolezza, così come altre funzioni cognitive. Hanno disattivato circa il 40% dei neuroni nella connessione e, nel giro di pochi giorni, hanno osservato il cervello che eliminava le connessioni neurali inattive e manteneva solo quelle attive.
Una parte successiva dell'esperimento ha mostrato che se tutti i neuroni fossero stati disattivati, le loro connessioni non sarebbero state eliminate.
"Questo ci dice che il cervello ha un modo di dire tra un gruppo di neuroni quali connessioni sono migliori di altri", ha detto Umemori. “I neuroni sono in competizione tra loro. Quindi, quando sono tutti ugualmente cattivi, nessuno può essere eliminato. "
I ricercatori hanno anche esaminato una parte dell'ippocampo chiamata giro dentato, che è solo una delle due aree del cervello che continua a generare nuovi neuroni per tutta la vita. Qui hanno trovato un secondo tipo distinto di competizione: le cellule neonate erano in competizione con le cellule mature, piuttosto che la competizione che si verificava tra le cellule mature.
Quando gli scienziati hanno bloccato la capacità del giro dentato di creare nuove cellule, l'eliminazione si è interrotta e il cervello ha mantenuto le cellule esistenti anche se erano disattivate.
Il messaggio che ne deriva è che l'apprendimento e la memoria efficienti si verificano quando il cervello elimina le cattive connessioni, spiega Umemori.
Ha aggiunto: "Quanto meglio capiamo come funzionano questi meccanismi, tanto meglio saremo in grado di capire cosa sta succedendo quando non funzionano".
Fonte: Università del Michigan
