Studio sui topi: i ricercatori vedono le onde cerebrali legate al pensiero disordinato nella schizofrenia
Mutazioni nel gene della calcineurina erano state precedentemente trovate in alcuni pazienti schizofrenici. Dieci anni fa, i ricercatori del MIT hanno rimosso questo gene nei topi che li ha indotti a mostrare diversi sintomi comportamentali come quelli della schizofrenia, tra cui memoria a breve termine compromessa, deficit di attenzione e comportamento sociale anormale.
Questi ricercatori ora scoprono che i topi privi di calcineurina hanno oscillazioni iperattive delle onde cerebrali nell'ippocampo durante il riposo e non sono in grado di riprodurre mentalmente un percorso che hanno appena percorso, come fanno i topi normali.
Nel nuovo studio, guidato da Susumu Tonegawa, Ph.D., il professore di biologia e neuroscienze Picower, ha registrato l'attività elettrica dei singoli neuroni nell'ippocampo di questi topi alterati mentre correvano lungo una pista.
Ricerche precedenti su topi normali hanno dimostrato che "le cellule del luogo" nell'ippocampo (collegate a posizioni specifiche lungo il percorso) si attivano in sequenza quando i topi riposano dopo aver eseguito il corso. Questo replay mentale si verifica anche quando i topi stanno dormendo e sono legati a oscillazioni delle onde cerebrali ad altissima frequenza note come eventi a catena.
Nei topi privi di calcineurina, i ricercatori hanno scoperto che l'attività cerebrale sembrava normale mentre correvano il corso, ma quando si fermavano, i loro eventi di ondulazione erano molto più forti e più frequenti. Inoltre, l'attivazione delle cellule del luogo era anormale e in nessun ordine particolare, suggerendo che i topi non stavano ripetendo il percorso che avevano appena eseguito.
Questo modello aiuta a spiegare alcuni dei sintomi osservati nella schizofrenia, hanno detto i ricercatori.
"Riteniamo che in questo modello di topo, potremmo avere una sorta di indicazione che è in corso un processo di pensiero disorganizzato", ha detto il dottor Junghyup Suh, ricercatore presso il Picower Institute e uno degli autori principali del documento.
“Durante gli eventi di ripple in topi normali sappiamo che c'è un evento di replay sequenziale. Questo topo mutante non sembra avere quel tipo di replay di un'esperienza precedente. "
I ricercatori sospettano che nei topi normali la calcineurina sopprima le connessioni tra i neuroni (sinapsi) nell'ippocampo. Nei topi senza calcineurina, un fenomeno noto come potenziamento a lungo termine (LTP) diventa più comune, rendendo le sinapsi più forti.
“Sembra che questo LTP anormalmente alto abbia un impatto sull'attività di queste cellule, in particolare durante i periodi di riposo o dopo i periodi di esplorazione. Questa è una specificità molto interessante ", ha detto Tonegawa. "Non sappiamo perché sia così specifico."
I ricercatori pensano che l'iperattività anormale nell'ippocampo possa significare un'interruzione della "rete in modalità predefinita" del cervello, una rete di comunicazione che collega l'ippocampo, la corteccia prefrontale (dove si verifica la maggior parte del pensiero e della pianificazione) e altre aree della corteccia.
Questa rete è più attiva durante uno stato di riposo, tra attività orientate agli obiettivi. Quando il cervello si concentra su un'attività specifica, la rete in modalità predefinita viene disattivata. Questa rete, tuttavia, è iperattiva nei pazienti schizofrenici prima e durante le attività che richiedono concentrazione e i pazienti non si comportano bene in queste attività.
Ulteriori ricerche sui topi potrebbero aiutare a rivelare di più sul ruolo della rete in modalità predefinita nella schizofrenia, ha detto Tonegawa.
Fonte: MIT
