Come le esperienze cambiano la memoria

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Memory Buys The Time (Davide Cambria)

Sappiamo istintivamente che le nostre esperienze influenzano il modo in cui apprendiamo. Se abbiamo molta familiarità con un compito particolare, ad esempio cucinare, imparare una nuova ricetta è molto più facile di quando eravamo alle prime armi. Una nuova ricerca dell’Università della California, pubblicato sulla rivista Neuropsychopharmacology, mostra che l’esperienza cambia anche il modo in cui i nostri neuroni diventano plastici e formano nuovi ricordi. La domanda principale era, in che modo l’esperienza modifica il modo in cui il cervello apprende? Se fai lo zoom fino al livello di un neurone, l’esperienza cambia il modo in cui diventa plastico? Il laboratorio di Wiltgen utilizza topi di laboratorio per comprendere i meccanismi cellulari e molecolari alla base dell’apprendimento e della memoria in una struttura cerebrale chiamata ippocampo. A differenza dei loro cugini selvatici, i topi da laboratorio sono al sicuro dai predatori, al caldo, ben nutriti e ben curati, ma non hanno la stessa varietà di esperienza di vita di un topo selvatico. Decenni di ricerche con roditori da laboratorio hanno dimostrato che una proteina chiamata recettore NMDA, trovata alla connessione tra le cellule nervose, è essenziale per formare nuovi ricordi. Se alleni topi in un compito semplice, puoi impedire loro di apprendere dando loro un farmaco che blocca il recettore NMDA. I ricercatori hanno usato un semplice ma robusto procedimento di allenamento chiamato “condizionamento della paura contestuale”. I topi sono stati collocati in un nuovo ambiente (dove non erano mai stati prima) e dopo pochi minuti hanno ricevuto un leggero shock al piede attraverso griglie elettrificate sul pavimento. La sensazione è all’incirca come mettere la lingua su una batteria. Lo shock ha fatto sobbalzare i topi e, di conseguenza, hanno imparato a essere spaventati dal nuovo contesto. Coerentemente con altri lavori eseguiti su topi di laboratorio, hanno scoperto che se i recettori NMDA venivano bloccati, gli animali non mostravano memoria per l’esperienza il giorno seguente. Per vedere se gli animali esperti hanno imparato allo stesso modo, i ricercatori hanno addestrato topi che avevano precedentemente subito il condizionamento della paura ma in un ambiente diverso. Quando questi animali venivano addestrati in un nuovo contesto, potevano sviluppare una risposta anche quando i recettori NMDA venivano bloccati. Questo suggerisce che gli animali esperti formano ricordi usando diversi meccanismi di plasticità rispetto ai soggetti naive, anche se stanno imparando la stessa identica cosa. In altre parole, il modo in cui i nostri neuroni formano nuove connessioni dipende dalla loro storia precedente, un fenomeno chiamato metaplasticità. Gli animali formano ricordi creando e rafforzando le connessioni tra reti di neuroni. L’ipotesi era che se una rete esistente veniva riattivata, poteva formare connessioni in modi nuovi. Negli esperimenti, hanno scoperto che i neuroni precedentemente attivati ​​erano più eccitabili dei loro vicini. Cioè, hanno innescato molti più potenziali d’azione quando stimolati. Hanno ipotizzato che lo stato eccitabile di questi neuroni potesse renderli capaci di diversi tipi di plasticità – come se la rete fosse ampliata e pronta per apprendere nuove informazioni. Per dimostrarlo, hanno lavorato con topi in cui i neuroni precedentemente attivati ​​si illuminano di una proteina fluorescente verde o GFP. I neuroscienziati hanno misurato l’eccitabilità di queste cellule, scoprendo che le cellule GFP in reti precedentemente attivate erano effettivamente più eccitabili rispetto ad altri neuroni. È importante sottolineare che, quando hanno addestrato topi esperti sul compito di condizionamento della paura contestuale, hanno scoperto che le cellule GFP erano preferenzialmente attivate, suggerendo che formavano la nuova memoria. È interessante notare che il modo in cui lo facevano era unico. Invece di usare i recettori NMDA, questi neuroni sembravano utilizzare una diversa molecola, il recettore del glutammato metabotropico. Quando gli animali imparano qualcosa di completamente nuovo, attivano i recettori NMDA, che rafforzano le sinapsi e formano una nuova rete di memoria. Inoltre, le cellule attivate diventano più eccitabili, il che consente loro di codificare informazioni aggiuntive utilizzando un recettore diverso. Questi risultati forniscono informazioni sul modo in cui nuove esperienze sono integrate con memorie consolidate – qualcosa che gli animali, compresi gli esseri umani, fanno ogni giorno. Tuttavia, gli animali da laboratorio sono ancora molto ingenui rispetto ai loro parenti selvatici. Un roditore selvatico avrebbe imparato a conoscere centinaia di ambienti e se fossero sicuri o pericolosi. Invece gli animali usati nell’esperimento ne hanno solo appreso due. Nondimeno, questo lavoro avvicina alla comprensione di come gli animali esperti imparino a conoscere il mondo, il che potrebbe essere molto diverso da quello che pensavamo in precedenza.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Metaplasticity contributes to memory formation in the hippocampus” by Ana P. Crestani, Jamie N. Krueger, Eden V. Barragan, Yuki Nakazawa, Sonya E. Nemes, Jorge A. Quillfeldt, John A. Gray & Brian J. Wiltgen in Neuropsychopharmacology. Published May 16 2018.

14 commenti Aggiungi il tuo

  1. Anonimo ha detto:

    molto interessante…

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    1. Grazie mille! il tema della memoria appassiona molto anche me.

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  2. Le perle di R. ha detto:

    Piccoli dettagli in grado di fare la differenza 😊

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  3. carmenvurchio ha detto:

    Scrivi sempre cose molto interessanti, complimenti.

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    1. Grazie infinite, è profondamente stimolante sapere di suscitare l’interesse… Buona serata!

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  4. Interessante indubbiamente, solo che le prove a cui sono sottoposti i roditori non sono loro scelte volontarie e causano loro dolore e paura. Domando, provocatoriamente: è giusto questo in nome della scienza? Non hanno diritti anche i piccoli roditori?

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  5. la mia precedente domanda è provocatoria, ma non ostile naturalmente. Non vorrei essere fraintesa. E’ per capire se gli scienziati, quando fanno ricerca, tengono anche conto di questo aspetto: il disagio delle cavie….

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    1. Scusami, mi ero perso il tuo commento. Era chiaro che il tuo commento non era ostile, ed anche se lo fosse stato sarebbe stato ben accetto. Io faccio ricerca esclusivamente sugli esseri umani, ma per la mia conoscenza è tutto molto lasciato alla sensibilità individuale del ricercatore. Mentre sulle scimmie il comportamento dei ricercatori è più regolamentato.

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      1. Ho imparato qualcosa di nuovo e mi nasce un altro interrogativo: per le scimmie è regolamentato forse perché sono più simili all’essere umano? Poi smetto con domande troppo intriganti.

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      2. Penso (non sono esperto in materia) che più o meno sia così. Ed in generale gli animali più grandi hanno una maggiore regolamentazione

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