Le "cellule di supporto" del cervello svolgono un ruolo attivo nella memoria e nell'apprendimento
Una nuova ricerca fornisce ulteriori prove che le cellule gliali fanno di più che supportare e nutrire i neuroni, che tradizionalmente si diceva fossero le cellule responsabili del funzionamento del cervello.
Sembra che le cellule gliali chiamate astrociti - così chiamate perché hanno una forma simile alle stelle - svolgono un ruolo attivo nella memoria e nell'apprendimento.
Questo è secondo un nuovo studio dell'Università della California (UC), Riverside.
Il team ha scoperto che gli astrociti, che superano di gran lunga i neuroni, possono gestire lo spazio limitato nell'ippocampo del cervello potando le sinapsi indesiderate o le connessioni tra i neuroni.
L'ippocampo è una piccola ma cruciale parte del cervello che è importante per la memoria e l'apprendimento.
In un documento che è ora pubblicato nel Journal of Neuroscience, i ricercatori descrivono come hanno esplorato i meccanismi attraverso i quali gli astrociti regolano il "rimodellamento del circuito ippocampale durante l'apprendimento".
Hanno scoperto che quando gli astrociti producono una quantità eccessiva di una proteina chiamata efrina-B1, provoca problemi di memoria nei topi.
Come spiega l'autore senior dello studio Iryna M. Ethell, professore di scienze biomediche presso la School of Medicine della UC Riverside, "[O] la produzione di questa proteina negli astrociti può portare a una ridotta ritenzione della memoria contestuale e alla capacità di navigare nello spazio . "
Neuroni, cellule gliali e sinapsi
Esistono due tipi principali di cellule nel cervello e nel midollo spinale: neuroni; e le cellule gliali più abbondanti, che sono costituite da microglia, astrociti e oligodendrociti.
In origine, si pensava che i neuroni fossero le unità di lavoro attive del cervello e che il ruolo delle cellule gliali fosse di sostenerle e nutrirle passivamente.
Ma sempre più ricerche stanno dimostrando che le cellule gliali sono tutt'altro che passive e svolgono un ruolo attivo nello sviluppo del cervello e del sistema nervoso.
Ad esempio, sappiamo che gli astrociti aiutano a regolare la generazione e la funzione delle sinapsi, o gli spazi tra la fine di un neurone e gli altri neuroni con cui comunica.
La comunicazione avviene per mezzo di messaggeri chimici, o neurotrasmettitori, per trasportare i segnali attraverso le sinapsi.
I ricercatori osservano che studi precedenti hanno collegato interazioni anormali tra astrociti e neuroni a disturbi dello sviluppo e degenerativi del cervello.
Alcuni di questi studi hanno anche scoperto che le interazioni anormali sono legate a disturbi della memoria e dell'apprendimento. Tuttavia, non hanno identificato i meccanismi sottostanti.
Sulla base delle loro stesse scoperte, la Prof. Ethell afferma che lei ei suoi colleghi credono che "gli astrociti che esprimono una quantità eccessiva di efrina-B1 possono attaccare i neuroni e rimuovere le sinapsi".
Questo tipo di "perdita di sinapsi" è stato osservato nell'Alzheimer, nella sclerosi laterale amiotrofica e in altre malattie neurodegenerative.
Gli astrociti rimuovono le sinapsi
I ricercatori hanno iniziato a studiare l'interazione tra cellule gliali e neuroni esaminando l'effetto degli astrociti sui neuroni del topo in laboratorio. Hanno scoperto che quando hanno aggiunto astrociti che producono troppa efrina-B1 ai neuroni, hanno "mangiato" le sinapsi.
La rimozione delle sinapsi nel cervello altera la memoria e i circuiti di apprendimento, quindi questa scoperta suggerisce che è probabile che le interazioni tra cellule gliali e neuroni influenzino la memoria e l'apprendimento.
Per esplorare ulteriormente questo aspetto, gli scienziati hanno studiato l'effetto nei topi vivi. Quando hanno aumentato i livelli di efrina-B1 degli animali, hanno scoperto che gli animali non riuscivano a ricordare i comportamenti che avevano appena appreso.
Potrebbe essere che "la sovrapproduzione di efrina-B1 possa essere un nuovo meccanismo mediante il quale le sinapsi indesiderate vengono rimosse nel cervello sano", ipotizza il prof. Ethell.
Questa idea è supportata dal fatto che l'aumento della produzione di efrina-B1 da parte degli astrociti è spesso osservato nelle lesioni cerebrali traumatiche.
Ma "un'eccessiva rimozione" delle sinapsi può causare problemi e portare alla neurodegenerazione, continua il Prof. Ethell.
L'oblio è necessario per l'apprendimento
Nell'ippocampo, la parte del cervello che si occupa principalmente della memoria, si formano nuove sinapsi man mano che apprendiamo cose nuove.
E, dice il prof Ethell, a causa della quantità limitata di spazio in questa piccola regione, è necessario eliminare alcune connessioni indesiderate per fare spazio a nuove man mano che si formano nuovi ricordi.
L'equilibrio tra la creazione di nuove sinapsi e l'eliminazione di quelle indesiderate è mantenuto dall'aumento e dalla diminuzione della produzione di efrina-B1 da parte degli astrociti.
"Per imparare", sostiene il prof Ethell, "dobbiamo prima dimenticare". Lei ei suoi colleghi stanno continuando la loro ricerca sulle cellule gliali e desiderano scoprire perché solo alcuni, e non tutti, gli astrociti rimuovono le sinapsi.
“Quello che sappiamo per certo è che prendere di mira solo i neuroni per lo studio è inefficace. Sono anche le cellule gliali che richiedono la nostra attenzione. "
Prof. Iryna M. Ethell
