Iscriviti alla newsletter



Registrati alla newsletter (giornaliera o settimanale):
Ricevi aggiornamenti sulla malattia, gli eventi e le proposte dell'associazione. Il tuo indirizzo email è usato solo per gestire il servizio, non sarà mai ceduto ad altri.


Studio del MIT rivela il meccanismo della formazione della memoria

 Studio del MIT rivela il meccanismo della formazione della memoriaNell'immagine i neuroni nella regione CA3 dell'ippocampo, che è importante per la codifica e il recupero della memoria. I nuclei dei neuroni CA3 sono marcati in verde e i loro dendriti in rosso, e i piccoli frammenti di verde sopra rappresentano gli assoni che collegano i neuroni del giro dentato a quelli della CA3. (Fonte: Lin Lab)

I neuroscienziati del MIT hanno scoperto un percorso cellulare che consente a sinapsi specifiche di diventare più forti durante la formazione della memoria. I risultati forniscono una prima idea del meccanismo molecolare mediante il quale codifichiamo i ricordi a lungo termine in una regione dell'ippocampo chiamata CA3.


I ricercatori hanno scoperto che la proteina Npas4 (identificata in precedenza come un controllore primario dell'espressione genica innescata dall'attività neuronale) controlla la forza delle connessioni tra i neuroni nella CA3 e quelli in un'altra parte dell'ippocampo chiamata giro dentato. Senza la Npas4, i ricordi a lungo termine non possono formarsi.


"Il nostro studio identifica un meccanismo sinaptico dipendente dall'esperienza per la codifica della memoria in CA3 e fornisce la prima prova di un percorso molecolare che lo controlla selettivamente", ha detto Yingxi Lin, professoressa associata di scienze cognitive e cerebrali e membro del McGovern Institute for Brain Research del MIT. La Lin è l'autrice senior dello studio, apparso l'8 febbraio su Neuron e il primo autore è lo scienziato ricercatore Feng-Ju (Eddie) Weng.

 

Forza sinaptica

I neuroscienziati sanno da tempo che il cervello codifica i ricordi alterando la forza delle sinapsi o delle connessioni tra i neuroni. Ciò richiede le interazioni tra molte proteine ​​presenti sia nei neuroni presinaptici (che inviano informazioni su un evento) che in quelli postsinaptici (che ricevono le informazioni).


I neuroni nella regione CA3 hanno un ruolo cruciale nella formazione della memoria contestuale, i ricordi che collegano un evento con il luogo in cui è avvenuto, o con altre informazioni contestuali come il tempo o le emozioni. Questi neuroni ricevono sgnali sinaptici da tre percorsi diversi e gli scienziati hanno ipotizzato che uno di questi segnali, dal giro dentato, sia fondamentale per codificare nuovi ricordi contestuali. Tuttavia, non si conosceva il meccanismo di come queste informazioni sono codificate.


In uno studio pubblicato nel 2011, la Lin e i colleghi hanno scoperto che il Npas4, un gene che viene attivato immediatamente dopo nuove esperienze, sembra agire come controllore primario del programma di espressione genica richiesto per la formazione della memoria a lungo termine. Hanno anche scoperto che il Npas4 è più attivo nella regione CA3 dell'ippocampo durante l'apprendimento.


Questa attività era già nota per essere necessaria per un rapido apprendimento contestuale, come quello richiesto durante un tipo di compito chiamato 'condizionamento della paura contestuale'. Durante il condizionamento, i topi ricevono una leggera scossa elettrica quando entrano ed esplorano una camera specifica. In pochi minuti, i topi imparano a temere la camera, e la volta successiva che entrano, si bloccano.


Quando i ricercatori hanno eliminato il gene Npas4, hanno scoperto che i topi non ricordavano l'evento spaventoso. Hanno anche trovato lo stesso effetto quando hanno eliminato il gene solo nella regione CA3 dell'ippocampo. Ma eliminarlo da altre parti dell'ippocampo non ha avuto alcun effetto sulla memoria.


Nel nuovo studio, i ricercatori hanno esplorato in modo più dettagliato come il Npas4 esercita i suoi effetti. Il laboratorio di Lin aveva in precedenza sviluppato un metodo che consente di marcare in modo fluorescente i neuroni della CA3 che sono attivati ​​durante questo condizionamento della paura. Utilizzando lo stesso processo di condizionamento della paura, i ricercatori hanno dimostrato che, durante l'apprendimento, alcuni input sinaptici dei neuroni CA3 sono rafforzati, ma non altri. Inoltre, questo rafforzamento richiede il Npas4.


Gli input rafforzati in modo selettivo provengono da un'altra parte dell'ippocampo chiamata giro dentato. Questi segnali trasmettono informazioni sulla posizione in cui si è verificata l'esperienza spaventosa.


Senza il Npas4, le sinapsi che arrivavano dal giro dentato alla CA3 non riuscivano a rafforzarsi e i topi non potevano formare ricordi dell'evento. Ulteriori esperimenti hanno rivelato che questo rafforzamento è richiesto specificamente per la codifica della memoria, non per il recupero di memorie già formate. I ricercatori hanno anche scoperto che la perdita di Npas4 non influenza gli input sinaptici che i neuroni CA3 ricevono da altre fonti.


Kimberly Raab-Graham, professore associato di fisiologia e farmacologia alla Wake Forest University, non coinvolto nello studio, afferma che i ricercatori hanno usato una varietà impressionante di tecniche per dimostrare inequivocabilmente che la formazione della memoria contestuale è strettamente controllata dalla Npas4: "Il risultato principale dello studio è che la memoria contestuale è guidata da un singolo circuito e arriva a un singolo fattore di trascrizione. Quando hanno eliminato il fattore di trascrizione, hanno rimosso la formazione contestuale della memoria e potevano ripristinarla aggiungendo il fattore di trascrizione".

 

Manutenzione delle sinapsi

I ricercatori hanno anche identificato uno dei geni che il Npas4 controlla per esercitare questo effetto sulla forza della sinapsi. Questo gene, chiamato plk2, è coinvolto nel restringimento delle strutture postsinaptiche.


Il Npas4 attiva il plk2, riducendo quindi la dimensione e la forza della sinapsi. Ciò suggerisce che il Npas4 stesso non rafforza le sinapsi, ma le mantiene in uno stato che consente loro di essere rafforzate quando necessario. Senza il Npas4, le sinapsi diventano troppo forti e quindi non possono essere indotte a codificare i ricordi rafforzandoli ulteriormente.


"Quando si toglie il Npas4, la forza sinaptica è quasi satura", afferma la Lin. "E poi quando ha luogo l'apprendimento, anche se le cellule di codifica della memoria possono essere marcate in modo fluorescente, non si vede più il rafforzamento di quelle connessioni".


In un lavoro futuro, la Lin spera di studiare in che modo il circuito che collega il giro dentato alla CA3 interagisce con altri percorsi richiesti per il recupero della memoria. "In qualche modo c'è un po' di diafonia tra i diversi percorsi, così che, una volta archiviate le informazioni, possono essere recuperate da altri stimoli", dice.

 

 

 


Fonte: Anne Trafton in Massachusetts Institute of Technology (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Feng-Ju Weng, Rodrigo I. Garcia, Stefano Lutzu, Karina Alviña, Yuxiang Zhang, Margaret Dushko, Taeyun Ku, Khaled Zemoura, David Rich, Dario Garcia-Dominguez, Matthew Hung, Tushar D. Yelhekar, Andreas Toft Sørensen, Weifeng Xu, Kwanghun Chung, Pablo E. Castillo, Yingxi Lin. Npas4 Is a Critical Regulator of Learning-Induced Plasticity at Mossy Fiber-CA3 Synapses during Contextual Memory Formation. Neuron, 2018; DOI: 10.1016/j.neuron.2018.01.026

Copyright: Tutti i diritti di eventuali testi o marchi citati nell'articolo sono riservati ai rispettivi proprietari.

Liberatoria: Questo articolo non propone terapie o diete; per qualsiasi modifica della propria cura o regime alimentare si consiglia di rivolgersi a un medico o dietologo. Il contenuto non rappresenta necessariamente l'opinione dell'Associazione Alzheimer onlus di Riese Pio X ma solo quella dell'autore citato come "Fonte". I siti terzi raggiungibili da eventuali collegamenti contenuti nell'articolo e/o dagli annunci pubblicitari sono completamente estranei all'Associazione, il loro accesso e uso è a discrezione dell'utente. Liberatoria completa qui.

Nota: L'articolo potrebbe riferire risultati di ricerche mediche, psicologiche, scientifiche o sportive che riflettono lo stato delle conoscenze raggiunte fino alla data della loro pubblicazione.


 

Notizie da non perdere

Nuova terapia che distrugge i grovigli di tau si dimostra promettente

30.09.2024 | Ricerche

Degli scienziati hanno sviluppato potenziali terapie che rimuovono selettivamente le proteine ​​t...

I dieci fattori legati a un aumento del rischio di Alzheimer

27.07.2020 | Esperienze & Opinioni

Anche se non c'è ancora alcuna cura, i ricercatori stanno continuando a migliorare la co...

Le donne possono vivere meglio con una dieta migliore

22.07.2022 | Ricerche

Mangiare frutta e verdura di colori più brillanti può aiutare i problemi di salute delle donne.

...

Infezione cerebrale da funghi produce cambiamenti simili all'Alzheimer

26.10.2023 | Ricerche

Ricerche precedenti hanno implicato i funghi in condizioni neurodegenerative croniche co...

Preoccupazione, gelosia e malumore alzano rischio di Alzheimer per le donne

6.10.2014 | Ricerche

Le donne che sono ansiose, gelose o di cattivo umore e angustiate in me...

Laser a infrarossi distrugge le placche di amiloide nell'Alzheimer

7.08.2020 | Ricerche

L'aggregazione di proteine ​​in strutture chiamate 'placche amiloidi' è una caratteristi...

Lavati i denti, posticipa l'Alzheimer: legame diretto tra gengivite e mal…

4.06.2019 | Ricerche

Dei ricercatori hanno stabilito che la malattia gengivale (gengivite) ha un ruolo decisi...

Perché il diabete tipo 2 è un rischio importante per lo sviluppo dell'Alz…

24.03.2022 | Ricerche

Uno studio dell'Università di Osaka suggerisce un possibile meccanismo che collega il diabete all'Al...

Il ruolo sorprendente delle cellule immunitarie del cervello

21.12.2020 | Ricerche

Una parte importante del sistema immunitario del cervello, le cellule chiamate microglia...

Trovato legame tra amiloide-beta e tau: è ora possibile una cura per l'Al…

27.04.2015 | Ricerche

Dei ricercatori hanno assodato come sono collegate delle proteine che hanno un ruolo chiave nell...

Studio rivela dove vengono memorizzati i frammenti di memoria

22.07.2022 | Ricerche

Un momento indimenticabile in un ristorante può non essere esclusivamente il cibo. Gli o...

L'esercizio fisico genera nuovi neuroni cerebrali e migliora la cognizion…

10.09.2018 | Ricerche

Uno studio condotto dal team di ricerca del Massachusetts General Hospital (MGH) ha scop...

Stimolazione dell'onda cerebrale può migliorare i sintomi di Alzheimer

15.03.2019 | Ricerche

Esponendo i topi a una combinazione unica di luce e suono, i neuroscienziati del Massach...

'Scioccante': dopo un danno, i neuroni si auto-riparano ripartendo d…

17.04.2020 | Ricerche

Quando le cellule cerebrali adulte sono ferite, ritornano ad uno stato embrionale, secon...

Livelli di ossigeno nel sangue potrebbero spiegare perché la perdita di memori…

9.06.2021 | Ricerche

Per la prima volta al mondo, scienziati dell'Università del Sussex hanno registrato i li...

Vecchio farmaco per l'artrite reumatoide suscita speranze come cura per l…

22.09.2015 | Ricerche

Scienziati dei Gladstone Institutes hanno scoperto che il salsalato, un farmaco usato per trattar...

Qualità della vita peggiora quando l'Alzheimer è complicato dal cancro

28.04.2023 | Esperienze & Opinioni

Che considerazioni si possono fare per una persona con Alzheimer che riceve anche la diagnosi di can...

Scoperto nuovo colpevole del declino cognitivo nell'Alzheimer

7.02.2019 | Ricerche

È noto da tempo che i pazienti con morbo di Alzheimer (MA) hanno anomalie nella vasta re...

Perché le cadute sono così comuni nell'Alzheimer e nelle altre demenze?

4.09.2020 | Esperienze & Opinioni

Le cadute hanno cause mediche o ambientali

Una volta che si considerano tutte le divers...

LATE: demenza con sintomi simili all'Alzheimer ma con cause diverse

3.05.2019 | Ricerche

È stato definito un disturbo cerebrale che imita i sintomi del morbo di Alzheimer (MA), ...

Logo AARAssociazione Alzheimer OdV
Via Schiavonesca 13
31039 Riese Pio X° (TV)

We use cookies

Utilizziamo i cookie sul nostro sito Web. Alcuni di essi sono essenziali per il funzionamento del sito, mentre altri ci aiutano a migliorare questo sito e l'esperienza dell'utente (cookie di tracciamento). Puoi decidere tu stesso se consentire o meno i cookie. Ti preghiamo di notare che se li rifiuti, potresti non essere in grado di utilizzare tutte le funzionalità del sito.