I neuroni di questa piccola zona al centro del cervello svolgono un ruolo fondamentale nel tenere in mente le informazioni su come muoverci nei diversi ambienti
MIT Technology Review Italia
Quando le persone invecchiano, la loro memoria di lavoro spesso diminuisce, rendendo più difficile lo svolgimento delle attività quotidiane. Una regione chiave del cervello legata a questo tipo di memoria è il talamo anteriore, che è principalmente coinvolto nella memoria spaziale e in molte altre funzioni esecutive, come la pianificazione e l’attenzione.
In uno studio sui topi, apparso sui “Proceedings of the National Academy of Sciences”, gli autori Guoping Feng, Dheeraj Roy e Ying Zhang del MIT hanno identificato un circuito nel talamo anteriore il cui miglioramento incrementa notevolmente la loro capacità di eseguire correttamente un labirinto. A loro parere, l’intervento su questa regione potrebbe consentire terapie per invertire la perdita di memoria nelle persone anziane senza concentrarsi, come è ora, sulla corteccia prefrontale, che ha molte funzioni diverse.
Precedenti studi sui topi hanno dimostrato che il danno al talamo anteriore porta a menomazioni nella memoria di lavoro spaziale. Negli esseri umani, gli studi hanno rivelato il declino correlato all’età dell’attività del talamo anteriore, che è in stretto rapporto a prestazioni inferiori nei compiti di memoria spaziale.
Il talamo anteriore è diviso in tre sezioni: ventrale, dorsale e mediale. In uno studio pubblicato lo scorso anno, Feng, Roy e Zhang hanno studiato il ruolo del talamo anterodorsale (AD) e del talamo anteroventrale (AV) nella formazione della memoria. Hanno scoperto che il talamo AD è coinvolto nella creazione di mappe mentali di spazi fisici, mentre il talamo AV aiuta il cervello a distinguere tra questi ricordi e altri simili.
In questa ultima ricerca gli autori hanno esaminato più in profondità il talamo AV, esplorando il suo ruolo in un compito di memoria di lavoro spaziale. Per fare ciò, hanno addestrato i topi a eseguire un semplice labirinto a forma di T. All’inizio di ogni prova, i topi correvano fino a raggiungere un bivio. Un braccio veniva bloccato, costringendoli a spostarsi lungo l’altro braccio. Quindi, i topi sono stati nuovamente posti nel labirinto, con entrambe le alternative disponibili. I topi sono stati premiati quando hanno scelto il braccio opposto a quello della prima volta. Ciò significava che per prendere la decisione corretta, dovevano ricordare cosa avevano fatto in precedenza.
Mentre i topi eseguivano l’attività, i ricercatori hanno utilizzato l’optogenetica per inibire l’attività dei neuroni AV o AD durante tre diverse parti dell’attività: la fase del campione, che si verifica durante la prima corsa; la fase di attesa dell’inizio della seconda manche e la fase di scelta, quando i topi decidono da che parte girare durante la seconda corsa. I ricercatori hanno verificato che l’inibizione dei neuroni AV durante le fasi di campionamento o di scelta non ha avuto alcun effetto sulle prestazioni dei topi, ma quando hanno soppresso l’attività AV durante la fase di attesa, che è durata 10 secondi o più, i topi hanno ottenuto risultati molto peggiori nell’attività.
Ciò suggerisce che i neuroni AV sono i più importanti per tenere a mente le informazioni necessarie per un’attività. Al contrario, l’inibizione dei neuroni AD ha interrotto le prestazioni durante la fase di campionamento, ma ha avuto scarso effetto durante la fase di attesa. Questa scoperta è coerente con il precedente studio del gruppo di ricerca che mostrava che i neuroni di AD sono coinvolti nella formazione dei ricordi di uno spazio fisico.
“Possiamo parlare di due suddivisioni all’interno del talamo anteriore”, afferma Roy, “una che favorisce l’apprendimento contestuale e l’altra che aiuta effettivamente a contenere queste informazioni”. I ricercatori hanno quindi testato gli effetti dell’età su questo circuito. Hanno scoperto che i topi più anziani (14 mesi) avevano prestazioni peggiori nel compito del labirinto a T e i loro neuroni AV erano meno eccitabili, ma quando i ricercatori hanno stimolato artificialmente quei neuroni, le prestazioni dei topi nel compito sono notevolmente migliorate.
Un altro modo per migliorare le prestazioni in questo compito di memoria è stimolare la corteccia prefrontale, anch’essa soggetta a declino correlato all’età. Tuttavia, hanno scoperto i ricercatori, l’attivazione della corteccia prefrontale aumenta l’ansia nei topi. Ora stanno pianificando di eseguire il sequenziamento dell’RNA unicellulare dei neuroni del talamo anteriore per trovare firme genetiche che potrebbero essere utilizzate per identificare le cellule che sarebbero i migliori bersagli, stimolandole con interventi minimamente invasivi.
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(rp)
