Le onde cerebrali creano una mappa interna dei nostri dintorni
I risultati possono aiutare gli scienziati a comprendere le cause profonde di malattie neurologiche come l'Alzheimer.
In una certa parte del cervello, i neuroni chiamati cellule della griglia creano effettivamente una sorta di mappa interna del mondo esterno. Per fare questo, hanno bisogno di oscillazioni elettriche perfettamente sincronizzate da un'altra parte del cervello che fungano da una sorta di pacemaker neurale.
"Questo lavoro è il primo a dimostrare che l'attività oscillatoria ha una funzione ben definita nelle aree del cervello che immagazzinano i ricordi", ha affermato il dottor Stefan Leutgeb, assistente professore di biologia presso l'UCSD che ha guidato il team di ricercatori.
I componenti del cervello importanti per la memoria - l'ippocampo e la corteccia entorinale vicina - sono tra le prime aree del cervello a degenerare nella malattia di Alzheimer, portando a problemi come la perdita di memoria e il disorientamento. Queste due regioni del cervello ospitano tre tipi di neuroni che aiutano a creare memorie spaziali e le informazioni spaziali necessarie per i ricordi episodici delle esperienze di vita.
Leutgeb e altri ricercatori hanno misurato l'attività elettrica delle cellule della griglia nei ratti che sono stati spinti a esplorare un'area di quattro piedi per quattro piedi.
Queste cellule della griglia, situate nella corteccia entorinale, creano e mantengono una rappresentazione interna dell'ambiente esterno. Questa rappresentazione è una mappa simile a una griglia composta da triangoli equilateri ripetuti che riempiono lo spazio in uno schema esagonale. Mentre l'animale naviga attraverso il suo ambiente esterno, una certa cellula della griglia nel suo cervello diventa attiva quando la posizione dell'animale coincide con uno qualsiasi dei vertici corrispondenti nella sua mappa "interna".
"I nostri risultati rappresentano una pietra miliare nella comprensione dell'elaborazione della memoria e guideranno gli sforzi per ripristinare la funzione della memoria quando le cellule della corteccia entorinale sono danneggiate", ha detto Leutgeb.
I ricercatori fermerebbero l'input oscillatorio manipolando alcune cellule del pacemaker nel cervello; hanno scoperto che questo ha innescato un significativo deterioramento delle mappe ambientali delle celle della griglia. È interessante notare che i segnali cerebrali che indicano la posizione precisa e anche il segnale della bussola non sono stati disturbati durante questo processo.
“Si è pensato che l'ippocampo fosse sotto il controllo della corteccia entorinale, quindi si presumeva che le cellule della griglia avrebbero avuto un impatto molto grande sulle cellule del luogo. Siamo sorpresi di come la funzione delle celle di posizione viene mantenuta di fronte a un'interruzione significativa nella funzione delle celle a griglia ", ha affermato Leutgeb.
"Questo importante risultato mostra che, in generale, è possibile eliminare una notevole quantità di informazioni in arrivo a un circuito cerebrale senza che il circuito cerebrale perda la maggior parte delle sue funzionalità", ha aggiunto. "L'implicazione di questa scoperta è che il ripristino della funzione della memoria non richiede di riassemblare esattamente i circuiti neurali danneggiati, piuttosto possiamo recuperare la funzione preservando o ripristinando i componenti chiave".
"I nostri risultati sono un passo importante verso l'identificazione di questi componenti chiave nel tentativo di preservare la funzione della memoria negli individui che invecchiano e nei pazienti con malattie neurodegenerative", ha detto.
La ricerca è pubblicata nel numero del 29 aprile della rivista Scienza. Scienziati della Boston University riportano risultati simili in un articolo correlato nello stesso numero.
Fonte: Università della California
