Come una proteina chiave aumenta la memoria, l'apprendimento nel cervello adulto
Una proteina che gioca un ruolo chiave nello sviluppo neurale precoce è anche essenziale per l'apprendimento e la memoria nel cervello adulto.
La proteina, chiamata netrina, rafforza le connessioni tra le cellule cerebrali.
Questo è secondo una recente ricerca condotta dal Montreal Neurological Institute and Hospital (The Neuro), un istituto di insegnamento e ricerca della McGill University in Canada.
Gli scienziati sapevano già che la netrina è essenziale per lo sviluppo del cervello embrionale e infantile, dove aiuta a stabilire connessioni tra cellule cerebrali o neuroni.
La recente ricerca rivela che la proteina rafforza anche quelle connessioni neurali, o sinapsi, nell'ippocampo del cervello adulto, un'area coinvolta nella memoria e nell'apprendimento.
Il giornale Rapporti sulle celle ha recentemente pubblicato un documento sullo studio, che il team ha condotto su cellule provenienti da cervelli di ratti adulti e in via di sviluppo.
"Era un mistero", commenta l'autore senior dello studio, il dott. Timothy E. Kennedy, che gestisce un laboratorio di ricerca presso The Neuro, "perché i neuroni avrebbero continuato a produrre netrina nel cervello adulto dopo che tutte le connessioni erano già state fatte durante l'infanzia".
Chiave della molecola per il rafforzamento delle sinapsi
Secondo il dottor Kennedy, gli scienziati hanno visto che un neurone rilascia netrina quando diventa attivo. La proteina rafforza la connessione con un neurone vicino segnalando ai due neuroni di "rendere più forte la sinapsi".
Il recente studio segue una lunga serie di lavori iniziati quasi 7 decenni fa, quando Donald Hebb, professore di psicologia alla McGill University, propose le sue idee su come il cervello apprende e crea ricordi.
Ciò che in seguito ha acquisito il titolo Hebbian Theory, le sue idee miravano a spiegare come i circuiti neurali si sviluppano come risultato dell'esperienza.
Hebb sosteneva che la forza o la debolezza delle connessioni sinaptiche dipende dalla frequenza con cui vengono utilizzate: più vengono utilizzate, più forti e veloci diventano.
Nel suo libro del 1949 L'organizzazione del comportamento: una teoria neuropsicologica, ha descritto come ha immaginato il processo di rafforzamento delle sinapsi. Quando un neurone è abbastanza vicino a un altro e continua a attivarlo, "in una o in entrambe le cellule si verifica un processo di crescita o un cambiamento metabolico".
"Stiamo dicendo", spiega il dottor Kennedy, "che questo nuovo meccanismo molecolare, che abbiamo scoperto 69 anni dopo, è centrale per questa teoria".
I cambiamenti sinaptici sono alla base della memoria, dell'apprendimento
Fu la pubblicazione nel 1957 di un documento rivoluzionario di Brenda Milner, che ha completato un dottorato presso The Neuro sotto la supervisione di Hebb, che ha introdotto l'idea che l'ippocampo del cervello gioca un ruolo cruciale in alcuni tipi di memoria e apprendimento.
"Se si riduce a una molecola", continua il dottor Kennedy, "il rilascio regolato di netrina è essenziale per il tipo di cambiamenti sinaptici che sono alla base dei cambiamenti nel neurone coinvolti nell'apprendimento e nella memoria, che era ciò che Milner era parlare di."
Lui ei suoi colleghi hanno anche osservato che, per rafforzare le sinapsi, la netrina deve essere rilasciata nello "spazio extracellulare".
Ciò li ha portati a chiedersi quali ulteriori opportunità di interagire con altri neuroni potrebbe fornire.
Studi sui geni hanno implicato il coinvolgimento della netrina in malattie che distruggono il tessuto cerebrale, tra cui la sclerosi laterale amiotrofica, il morbo di Parkinson e il morbo di Alzheimer. Tuttavia, questi non hanno identificato alcun meccanismo sottostante.
"Target precedentemente sconosciuto"
Nel complesso, il lavoro fa avanzare notevolmente la nostra comprensione di come il cervello forma e immagazzina i ricordi, afferma il team.
Inoltre "offre un nuovo bersaglio sconosciuto per le malattie che influenzano la funzione della memoria", afferma l'autore principale dello studio Stephen Glasgow, un ricercatore associato presso The Neuro.
Il dottor Kennedy suggerisce che un modo ideale per preservare la funzione della memoria sarebbe quello di avere farmaci che mirano all'attività molecolare nelle sinapsi.
Recenti studi sul cervello adulto hanno scoperto molte connessioni sinaptiche inattive. Non c'è niente di sbagliato in loro: sono semplicemente "spenti, come le lampadine", spiega.
Egli ipotizza che potrebbe esserci "un serbatoio di sinapsi che può essere utilizzato per modificare la forza delle connessioni tra i neuroni".
Se le cose stanno così, lui ei suoi colleghi ritengono di aver "trovato un meccanismo molecolare per attivare quelle sinapsi".
Con queste idee in mente, ora progettano di scoprire cosa succede ai neuroni quando li forniscono o li privano di netrina.
"Abbiamo identificato un obiettivo enorme per i farmaci".
Dott. Timothy E. Kennedy
