Fibre nervose colorate artificialmente nell’ippocampo di un topo, la regione del cervello dove vengono codificati i nuovi ricordi.Crediti: Mark e Mary Stevens Neuroimaging & Informatics Institute/Science Photo Library
Sono emersi nuovi indizi sul mistero di come il cervello evita l’“oblio catastrofico” – la distorsione e la sovrascrittura di ricordi precedentemente stabiliti quando ne vengono creati di nuovi.
Un gruppo di ricerca ha scoperto che, almeno nei topi, il cervello elabora i ricordi vecchi e nuovi in fasi separate del sonno, il che potrebbe impedire la mescolanza tra i due. Supponendo che la scoperta venga confermata anche in altri animali, “scommetto tutto affinché questa segregazione avvenga anche tra gli esseri umani”, afferma György Buzsáki, neuroscienziato dei sistemi presso la New York University di New York. Questo perché la memoria è un sistema evolutivamente antico, dice Buzsáki, che non faceva parte del gruppo di ricerca ma una volta supervisionava il lavoro di alcuni dei suoi membri.
L’opera è stata pubblicata mercoledì in Natura1.
Finestra sul cervello
Gli scienziati sanno da tempo che, durante il sonno, il cervello “riproduce” le esperienze recenti: gli stessi neuroni coinvolti in un’esperienza si attivano nello stesso ordine. Questo meccanismo aiuta a consolidare l’esperienza come memoria e a prepararla per l’archiviazione a lungo termine.
Per studiare il funzionamento del cervello durante il sonno, il gruppo di ricerca ha sfruttato una stranezza dei topi: i loro occhi sono parzialmente aperti durante alcune fasi del sonno. Il team ha monitorato un occhio di ciascun topo mentre dormiva. Durante una fase profonda del sonno, i ricercatori hanno osservato le pupille restringersi e poi tornare ripetutamente alle loro dimensioni originali, più grandi, con ogni ciclo della durata di circa un minuto. Le registrazioni dei neuroni hanno mostrato che la maggior parte della riproduzione delle esperienze da parte del cervello avveniva quando le pupille degli animali erano piccole.
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Ciò ha portato gli scienziati a chiedersi se la dimensione della pupilla e l’elaborazione della memoria siano collegati. Per scoprirlo, hanno utilizzato una tecnica chiamata optogenetica, che utilizza la luce per attivare o sopprimere l’attività elettrica dei neuroni geneticamente modificati nel cervello. Per prima cosa, hanno addestrato dei topi ingegnerizzati a trovare un dolcetto nascosto su una piattaforma. Immediatamente dopo queste lezioni, mentre i topi dormivano, gli autori hanno utilizzato l’optogenetica per ridurre le esplosioni di scariche neuronali che sono state collegate alla riproduzione. Lo hanno fatto sia durante la fase del sonno con pupilla piccola che con quella con pupilla grande.
Una volta svegliati, i topi avevano completamente dimenticato la posizione del bocconcino, ma solo se l’attivazione era stata ridotta durante la fase della pupilla piccola. “Abbiamo cancellato la memoria”, afferma Wenbo Tang, coautore del Natura paper e neuroscienziato dei sistemi presso la Cornell University di Ithaca, New York.
Al contrario, quando il team ha ridotto le scariche di attivazione dei neuroni nella fase della pupilla grande subito dopo una lezione, i topi sono andati direttamente al trattamento, dimostrando chiaramente che i loro nuovi ricordi erano intatti.
