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Individuate nel cervello le cellule del "dove e quando"

Alzheimer

Un gruppo di neuro scienziati del Massachusetts Institute of Technology (Mit) di Boston ha pubblicato un articolo, sulla rivista Neuron, nel quale hanno identificato un circuito cerebrale che elabora le componenti "dove e quando" della memoria.

Quando si ricorda una particolare esperienza, la memoria ha tre elementi critici, che la compongono:

  • Che cosa
  • Quando
  • Dove

Studi precedentemente effettuati avevano suggerito che l'ippocampo, una struttura del cervello fondamentale per la formazione della memoria, fosse la struttura incaricata di separare i tempi e il contesto informazioni.

Questo nuovo studio, invece, mostra che questa informazione è divisa ancora prima di raggiungere l'ippocampo.

Questo circuito, che collega l'ippocampo e una regione della corteccia noto come corteccia entorinale, separa posizione e ora in due differenti flussi di informazioni.

I ricercatori hanno anche identificato due popolazioni di neuroni nella corteccia entorinale che trasmettono queste informazioni, che sono chiamate cellule dell'oceano e cellule isola.

Chen Sun, uno studente laureato in scienze cognitive al MIT, ed uno degli autori della ricerca, ha spiegato che lo studio “suggerisce che ci sia una dicotomia della funzione a monte dell'ippocampo, in cui c'è una via che alimenta l'informazione temporale nell'ippocampo, e un'altra che alimenta le rappresentazioni contestuali per l'ippocampo “.

Situata appena fuori l'ippocampo, la corteccia entorinale trasmette le informazioni sensoriali provenienti da altre aree corticali per l'ippocampo, area in cui si formano i ricordi.

Susumu Tonegawa, professore di Biologia e Neuroscienze e direttore del Centro RIKEN-MIT per l'apprendimento e la memoria, nonché coordinatore del lavoro pubblicato su Neuron, insieme al suo team ha scoperto che le cellule oceaniche sono necessarie per creare rappresentazioni di un posto in cui un evento ha avuto luogo.

Tonegawa dice che le cellule dell’oceano “sono importanti per le rappresentazioni contestuali, quando sei in biblioteca, quando si attraversa la strada, quando si è in metropolitana, si hanno diverse memorie associate a ciascuno di questi contesti”.

I ricercatori hanno usato una tecnica chiamata anche optogenetics, che ha permesso loro di controllare l'attività dei neuroni utilizzando la luce.

Da questo, sono stati in grado di studiare come cambia il comportamento dei topi, quando si ammutoliscono le cellule isola o le cellule oceaniche.

Quando hanno bloccato l'attività delle cellule oceano, gli animali non erano più in grado di associare un determinato ambiente, al timore di ricevere un urto al piede.

La manipolazione delle cellule isola, nel frattempo, ha permesso ai ricercatori di allungare o accorciare l'intervallo di tempo tra gli eventi che potrebbero essere collegati nella memoria dei topi.

I ricercatori ritengono che le cellule insulari aiutino gli animali a navigare la loro strada attraverso lo spazio.

Mentre le cellule oceano, nel frattempo, aiutano l'animale a riconoscere dove si trova in un dato momento.

I ricercatori hanno anche scoperto che questi due flussi di informazioni vanno dalla corteccia entorinale in diverse parti dell'ippocampo.
Le cellule Ocean inviano le loro informazioni contestuali alle regioni CA3 ed al giro dentato, che è una parte dell'ippocampo situata nella parte più mediale della corteccia cerebrale, mentre le cellule insulari la inviano alle cellule CA1.

Lo studio è importante perché potrà aiutare a sviluppare una diagnosi precoce dell’Alzheimer, poiché la perdita di neuroni in quella area del cervello, avviene nelle prime fasi della malattia.

Capire quindi fino in fondo il meccanismo che regola le cellule oceano e quelle insulari, può portare a sviluppare markers in grado di aiutare la scienza ad individuare precocemente l’inizio di un Alzheimer.

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