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Network representations of contextual memory in a neocortical circuit

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Una ricerca decifra come il cervello recupera ricordi contestuali

Numerosi neuroni nella corteccia cerebrale si innescano all’unisono per creare ricordi legati a luoghi, periodi temporali ed emozioni; tuttavia, rimane sconosciuto in che modo e quando si verifica questo tipo di sincronizzazione.

Ricerca di base

Henry Molaison rappresenta indubbiamente il caso più iconico nell’ambito delle neuroscienze: quando si fece asportare chirurgicamente l’ippocampo per il trattamento di un’epilessia incurabile negli anni ’50, le conoscenze scientifiche relative alla memoria hanno ricevuto un enorme impulso in modo del tutto fortuito. Il paziente ha perso la capacità di forgiare nuovi ricordi, nonché la capacità di portare a termine attività che richiedevano il supporto della memoria poiché la sua memoria a lungo termine era gravemente compromessa. La sua intelligenza, ovvero la capacità di acquisire nuove capacità motorie, era rimasta intatta, suggerendo che l’ippocampo gestisce il richiamo di eventi noti come ricordi episodici. «I ricordi episodici sono ricordi autobiografici che provengono da eventi specifici della nostra vita, come ad esempio il luogo in cui abbiamo celebrato il nostro matrimonio. È molto probabile che ci ricordiamo di dettagli minuziosi riguardo all’aspetto del ristorante o del giardino o al modo in cui erano disposti i tavoli. Questi ricordi legati a luoghi, periodi temporali ed emozioni particolari sono parte integrante delle nostre vite», osserva Koen Vervaeke, coordinatore del progetto RSCmemory, che ha ricevuto finanziamenti nell’ambito del programma Marie Skłodowska-Curie.

I ricordi fluiscono dall’ippocampo sfociando in altre regioni del cervello

Sulla base del modello classico di codifica e recupero della memoria, i ricordi che inizialmente risiedono nell’ippocampo maturano nel corso del tempo e ne fuoriescono. L’ippocampo influisce sulle connessioni tra neuroni nella corteccia, insegnandole come raffigurare un ricordo. Con il maturare di un ricordo, l’ippocampo lo espelle per trasferirlo alla corteccia. «Alcuni nuovi studi suggeriscono che una sezione specifica della corteccia, nota con il nome di corteccia retrospleniale, svolga un ruolo di primo piano nel recupero dei ricordi contestuali. Qualsiasi danno a questa porzione del cervello potrebbe compromettere gravemente la capacità di setacciare la nostra memoria e ricordare, ad esempio, il momento in cui abbiamo ascoltato per la prima volta una canzone che, sebbene sia nuova, ci suona familiare», spiega Vervaeke. Questa ricerca ha inoltre definito il ruolo svolto dalla corteccia retrospleniale nella capacità dei roditori di mettere insieme i diversi dettagli di un evento. Rimane ancora sconosciuto come i gruppi neuronali nella corteccia retrospleniale rappresentino i ricordi contestuali.

Sondare i circuiti neuronali necessari per i ricordi contestuali

Il progetto RSCmemory costituisce uno dei tentativi più ambiziosi volti a trovare la risposta a questo interrogativo. I ricercatori hanno utilizzato tecniche ottiche innovative per il monitoraggio e il controllo dell’attività delle singole cellule nella corteccia retrospleniale dei topi. In particolare, l’attenzione si è concentrata sul tracciamento dei neuroni esposti a diverse informazioni contestuali. Avvalendosi della microscopia a doppio fotone e dell’optogenetica, i ricercatori hanno attivato le risposte neuronali nella corteccia retrospleniale, dimostrando che la raffigurazione delle informazioni temporali tra gli stimoli sensoriali presentati dipendevano dal contesto. Le risposte neuronali differivano a seconda dell’identità dello stimolo sensoriale precedente. Tramite la registrazione delle oscillazioni nell’ippocampo e la contemporanea immaginografia dei neuroni nella corteccia retrospleniale, il gruppo responsabile del progetto ha scoperto che gli stimoli sensoriali non solo evocano scariche neuronali nella corteccia retrospleniale, ma sincronizzano anche le oscillazioni neuronali nell’ippocampo. I ricercatori hanno inoltre riscontrato che il silenziamento dell’attività neuronale nel nucleo del setto mediale pregiudica la capacità dell’ippocampo di generare oscillazioni theta. Ciò, a sua volta, diminuisce il numero complessivo di neuroni nella corteccia retrospleniale che elabora le informazioni sensoriali e temporali. L’analisi di come i circuiti neuronali rappresentano i ricordi contestuali è in corso, ma i dati raccolti finora confermano che la corteccia retrospleniale è in effetti responsabile di gettare le basi per i ricordi contestuali. «La comprensione del modo in cui la corteccia retrospleniale ritrae le informazioni sul contesto temporale potrebbe permettere agli scienziati di svelare i meccanismi alla base dell’elaborazione perturbata dei ricordi durante l’invecchiamento», osserva Vervaeke. «Alcuni studi recenti hanno dimostrato che la corteccia retrospleniale è una delle prime regioni del cervello a danneggiarsi nelle fasi iniziali della malattia di Alzheimer».

Parole chiave

RSCmemory, neurone, ippocampo, corteccia retrospleniale, ricordi contestuali, ricordi episodici, malattia di Alzheimer

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