Collegare la formazione della memoria al comportamento
Il cervello non solo memorizza i ricordi, ma può anche recuperarli quando necessario, per determinare il comportamento da seguire. Ad esempio, quando incontriamo una persona dopo molto tempo e il suo aspetto è cambiato, il cervello recupera vecchi ricordi creandone di nuovi nello stesso tempo. La formazione della memoria avviene presso l’ippocampo, una complessa struttura cerebrale sita nel lobo temporale. Tale regione fa parte del sistema limbico, un gruppo di strutture coinvolte nell’elaborazione e nella regolazione di emozioni e ricordi. Le lesioni nell’ippocampo umano impediscono l’acquisizione di nuovi ricordi.
Il modo in cui la formazione di un ricordo distinto determina le decisioni comportamentali
L’ippocampo combina gli impulsi sensoriali mediati dagli apparati della vista, dell’udito, del tatto e dell’olfatto, per formare ricordi contestuali che collegano un evento ad un luogo, un momento o delle emozioni. Tuttavia, i meccanismi attraverso i quali esso codifica i ricordi e li impiega per determinare il comportamento restano oscuri. L’obiettivo del progetto FindMEMO era quello di capire in che modo stimoli simili sono elaborati nell’ippocampo per determinare la formazione e la memorizzazione di distinti ricordi. La ricerca è stata condotta con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie (MSCA) e ha combinato tecniche di immaginografia e comportamentali per studiare l’attività neuronale nei topi. Il team ha effettuato degli esperimenti attraverso l’immaginografia a due fotoni, una tecnica microscopica che permette di monitorare l’attività di singoli neuroni in profondità nel cervello dei topi. I topi utilizzati nello studio erano addestrati a navigare in ambienti di realtà virtuale e a rilevare piccole differenze ricevendo una ricompensa commestibile quando si fermavano in determinati punti lungo un percorso virtuale. «L’esperimento ci ha permesso di correlare l’esito comportamentale all’attività neuronale in varie subregioni dell’ippocampo», spiega la borsista MSCA Manuela Allegra, che ha realizzato il lavoro. I risultati hanno mostrato che nei topi, i neuroni nel giro dentato (la stazione di ingresso dell’ippocampo) si attivavano in risposta a piccoli o grandi cambiamenti nell’ambiente virtuale. Per contro, l’attivazione di neuroni nella CA1, la regione di uscita dell’ippocampo, dipende dal grado di differenze contestuali tra gli ambienti. Ciò significa che questa parte dell’ippocampo da sola è in grado di distinguere gli ambienti virtuali solo se le differenze sono rilevanti, adattando il comportamento conseguentemente.
Impatto di FindMEMO
FindMEMO è riuscito a collegare la performance comportamentale dei topi con le risposte neuronali nelle strutture di ingresso e di uscita dell’ippocampo. Dal punto di vista scientifico, ciò ha fornito una visione fondamentale del meccanismo di formazione della memoria, sottolineando chiaramente il ruolo delle diverse regioni dell’ippocampo. I risultati hanno anche contribuito a una migliore comprensione dei circuiti neurali ippocampali coinvolti nella codifica e nel richiamo della memoria. L’ippocampo è una delle regioni colpite nel morbo di Alzheimer e la sua disfunzione è probabilmente alla base del deterioramento della memoria dei pazienti. Secondo Allegra: «I risultati di FindMEMO possono avere implicazioni ai fini di una migliore comprensione dei disturbi neurodegenerativi e del neurosviluppo.»
Parole chiave
FindMEMO, ippocampo, formazione della memoria, comportamento, giro dentato, CA1, attività neuronale
