Gli scienziati monitorano i cervelli che riproducono i ricordi in tempo reale

 

 In uno studio su pazienti con epilessia, i ricercatori del National Institutes of Health negli Stati Uniti hanno monitorato l'attività elettrica di migliaia di singole cellule cerebrali, chiamate neuroni, mentre i pazienti eseguivano test di memoria. Hanno scoperto che i modelli di accensione delle cellule che si sono verificati quando i pazienti hanno appreso una coppia di parole sono stati riprodotti frazioni di secondo prima di ricordare con successo la coppia. Lo studio faceva parte di uno studio del Centro clinico NIH per pazienti con epilessia resistente ai farmaci le cui convulsioni non possono essere controllate con i farmaci.

"La memoria gioca un ruolo cruciale nella nostra vita. Proprio come le note musicali sono registrate come groove in un disco, sembra che i nostri cervelli immagazzinino ricordi in schemi di fuoco neurali che possono essere riprodotti più e più volte", ha detto Kareem Zaghloul, MD, Ph .D., Ricercatore neurochirurgo presso il National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) e autore senior dello studio pubblicato su Science.

Il team del Dr. Zaghloul ha registrato correnti elettriche di pazienti con epilessia farmacoresistente che vivono temporaneamente con elettrodi impiantati chirurgicamente progettati per monitorare l'attività cerebrale nella speranza di identificare la fonte delle convulsioni di un paziente. Questo periodo offre anche l'opportunità di studiare l'attività neurale durante la memoria. In questo studio, il suo team ha esaminato l'attività utilizzata per conservare i ricordi delle nostre passate esperienze, che gli scienziati chiamano ricordi episodici, scrive Science Daily.

Nel 1957, il caso di un paziente con epilessia H.M. ha fornito una svolta nella ricerca sulla memoria. H.M non riusciva a ricordare nuove esperienze dopo che una parte del suo cervello era stato rimosso chirurgicamente per fermare i suoi attacchi. Da allora, la ricerca ha indicato l'idea che i ricordi episodici sono memorizzati, o codificati, come modelli di attività neurali che i nostri cervelli riproducono quando innescati da cose come l'odore di un profumo familiare o il riff di una melodia orecchiabile. Ma esattamente come ciò accadesse non era noto.

Negli ultimi due decenni, studi sui roditori hanno suggerito che il cervello potrebbe immagazzinare ricordi in sequenze di fuoco neuronali uniche. Dopo essersi unito al laboratorio del Dr. Zaghloul, Alex P. Vaz, B.S., un M.D., Ph.D. studente della Duke University, Durham, Carolina del Nord, e il leader di questo studio hanno deciso di testare questa idea nell'uomo.

"Abbiamo pensato che se avessimo esaminato attentamente i dati che avevamo raccolto dai pazienti potremmo essere in grado di trovare un legame tra la memoria e i modelli di innesco neuronale negli umani che è simile a quello visto nei roditori", ha detto Vaz, un bioingegnere specializzato nel decifrare il significato dei segnali elettrici generati dal corpo.

Per fare ciò hanno analizzato i modelli di innesco dei singoli neuroni situati nel lobo temporale anteriore, un centro linguistico del cervello. Le correnti sono state registrate quando i pazienti si sono seduti davanti a uno schermo e gli è stato chiesto di imparare coppie di parole come "torta" e "volpe". I ricercatori hanno scoperto che schemi di attivazione unici dei singoli neuroni erano associati all'apprendimento di ogni nuovo schema di parole. Più tardi, quando a un paziente fu mostrata una delle parole, come "torta", un modello di fuoco molto simile fu riprodotto pochi millisecondi prima che il paziente ricordasse correttamente la parola abbinata "volpe".

"Questi risultati suggeriscono che i nostri cervelli possono utilizzare sequenze distinte di attività di spionaggio neurale per conservare i ricordi e quindi riprodurli quando ricordiamo un'esperienza passata", ha affermato il dott. Zaghloul.

L'anno scorso, il suo team ha mostrato che le onde elettriche, chiamate increspature, possono emergere nel cervello appena spaccate pochi secondi prima di ricordare qualcosa di corretto. In questo studio, il team ha scoperto un legame tra le increspature registrate nel lobo temporale anteriore e i modelli di spigoli visti durante l'apprendimento e la memoria. Hanno anche mostrato che le increspature registrate in un'altra area chiamata lobo temporale mediale hanno preceduto leggermente la riproduzione dei modelli di fuoco visti nel lobo temporale anteriore durante l'apprendimento.

"I nostri risultati supportano l'idea che i ricordi implicano una riproduzione coordinata dei modelli di fuoco neuronale in tutto il cervello", ha affermato il dott. Zaghloul. "Studiare come formiamo e recuperiamo i ricordi può non solo aiutarci a capire noi stessi, ma anche come i circuiti neuronali si rompono nei disturbi della memoria."