I ricordi si formano su una lavagna vuota?
I ricercatori dell'ISTA rivelano come si sviluppano le reti di pensiero nell'ippocampo dopo la nascita
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L'ippocampo è una regione cerebrale chiave coinvolta nella formazione della memoria e nell'orientamento spaziale. Trasforma i ricordi a breve termine in ricordi a lungo termine, aiutandoci a conservare e costruire sulle nostre esperienze. I ricercatori guidati da Peter Jonas, professore di scienze biologiche presso l'Istituto austriaco di scienza e tecnologia (ISTA), si concentrano proprio su quest'area del cervello. Il loro ultimo studio, pubblicato su Nature Communications, rivela come si sviluppa la rete neurale centrale dell'ippocampo dopo la nascita.
Immaginate un foglio di carta bianco davanti a voi. Non c'è nulla, quindi iniziate a scrivere, aggiungendo sempre più informazioni. Questo è il principio della tabula rasa, la "lavagna bianca".
La situazione è diversa quando il foglio contiene già dei segni: le nuove informazioni devono essere aggiunte o sovrascritte a quelle già presenti. Questo descrive la tabula plena, la "lavagna piena".
Al centro di questo concetto filosofico c'è una domanda fondamentale: Tutto è preimpostato fin dall'inizio o le esperienze plasmano ciò che diventiamo?
Anche la biologia riflette questa controversia, tra i geni che forniscono l'impronta di base e i fattori ambientali che scolpiscono l'organismo finale.
I neuroscienziati del gruppo Jonas dell'Istituto di Scienza e Tecnologia Austriaco (ISTA) hanno affrontato proprio questa questione nel contesto dell'ippocampo, la regione del cervello che forma i ricordi e guida la navigazione spaziale. In particolare, si sono chiesti: come si evolve la rete ippocampale dopo la nascita? È legata alla tabula rasa o alla tabula plena?
Collage di neuroni piramidali CA3. I neuroni riempiti di biocitina - un tracciante che li etichetta durante la registrazione - sono fissati e colorati per consentire la ricostruzione completa delle loro forme.
© Jose Guzman
Prima di più, poi di meno
Lo studio si è concentrato su una rete centrale dell'ippocampo costituita da neuroni piramidali CA3 interconnessi. Queste cellule immagazzinano e ricordano i ricordi attraverso un processo noto come plasticità: la capacità dei neuroni di cambiare costantemente, ad esempio rafforzando o indebolendo le loro connessioni o rimodellando la loro struttura.
Per il suo progetto, Victor Vargas-Barroso, alumno dell'ISTA, ha esaminato il cervello di topo in tre fasi dello sviluppo: subito dopo la nascita (7-8 giorni), nell'adolescenza (18-25 giorni) e nell'età adulta (45-50 giorni).
Per analizzare le reti, ha applicato la tecnica del patch-clamp. Questa tecnica consente ai ricercatori di misurare piccoli segnali elettrici in parti specifiche dei neuroni, ad esempio alle loro estremità di invio del segnale (terminali presinaptici) o ai siti di ramificazione che ricevono i segnali (dendriti). Inoltre, sono state utilizzate tecniche avanzate di microscopia e laser per osservare i processi all'interno delle cellule e attivare le singole connessioni con grande precisione.
I risultati: All'inizio la rete CA3 è molto densa e le connessioni sembrano casuali. Man mano che gli animali maturano, però, la configurazione cambia: la rete diventa più rada ma più strutturata e raffinata.
"Questa scoperta è stata piuttosto sorprendente", afferma Jonas. "Intuitivamente, ci si potrebbe aspettare che una rete cresca e diventi più densa nel tempo. Qui vediamo il contrario. Segue quello che chiamiamo un modello di potatura: inizia piena, poi diventa più snella e ottimizzata".
Una rete efficiente grazie alla tabula plena?
Il motivo per cui ciò accade rimane una questione di speculazione. Jonas sospetta che una rete inizialmente diffusa permetta ai neuroni di connettersi in modo rapido ed efficiente, un vantaggio cruciale nell'ippocampo. Questa regione non immagazzina solo informazioni visive, olfattive o sonore, ma le collega tutte insieme.
"È un compito complesso per i neuroni", spiega Jonas. "Una connettività inizialmente esuberante, seguita da una potatura selettiva, potrebbe essere esattamente ciò che consente questa integrazione".
Se invece la rete iniziasse come una vera e propria tabula rasa - senza connessioni preesistenti - i neuroni sarebbero troppo distanti tra loro e dovrebbero prima 'trovarsi' l'un l'altro, rendendo quasi impossibile una comunicazione efficiente.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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