Scoperta nuova influenza sul consolidamento della memoria da parte del tronco encefalico

 

 

GIOVANNI ROSSI

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XIII – 25 aprile 2015.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

Con una introduzione immaginifica, che da sola vale la lettura, lo scorso autunno il dottor Borgia apriva la recensione di un lavoro di Colin G. McNamara e colleghi che, usando una procedura di fotostimolazione optogenetica, hanno dimostrato l’influenza di neuroni dopaminergici del mesencefalo sull’ippocampo nel determinare il consolidamento di memorie spaziali[1]. Il lavoro si basava sull’ipotesi secondo cui una particolare attività elettrica ippocampale, caratterizzata da onde acute ad una frequenza compresa fra i 150 e i 250 Hz e designate come SWR (sharp wave/ripple), costituisce un correlato elettrofunzionale del processo di consolidamento della memoria esplicita.

Considerando questa ipotesi, e allo stesso tempo sottoponendola a vaglio sperimentale, Wang e colleghi hanno rilevato e dimostrato che una subpopolazione neuronica non serotoninergica del rafe mediano è in grado di sopprimere l’attività SWR e determinare la compromissione del consolidamento della memoria (Wang D. V., et al., Mesopontine median raphe regulates hippocampal ripple oscillation and memory consolidation. Nature Neuroscience – Epub ahead of print doi:10.1038/nn.3998, 2015).

La provenienza degli autori dello studio è la seguente: Intramural Research Program, National Institute on Drug Abuse, National Institutes of Health (NIH), Baltimore, Maryland (USA).

La colonna mediana dei nuclei reticolari del tronco encefalico attraversa bulbo, ponte e mesencefalo e contiene neuroni che sono ampiamente aggregati in lamine verticali, bilaterali, fuse sulla linea mediana ed estese alle zone paramediane. Nel loro insieme, queste formazioni sono chiamate nuclei del rafe. Molti neuroni di tali aggregati sono serotoninergici, e costituiscono 9 gruppi ben delimitati e definiti, convenzionalmente etichettati con la lettera “B” seguita dalla cifra progressiva (da B1 a B9). Nei due terzi superiori del bulbo, estesi ad attraversare la giunzione bulbo-pontina, si riconoscono il nucleo pallido del rafe e il nucleo oscuro del rafe; il nucleo magno del rafe, corrispondente a molti neuroni di B3, in parte si sovrappone ai due nuclei precedenti e si protende nel ponte. Subito sopra si vede il nucleo pontino del rafe costituito da cellule del gruppo B5. Ancora nel ponte, è posto il nucleo superiore centrale del rafe contenente parti dei gruppi B6 e B8. Il nucleo del rafe dorsale, prossimo al gruppo B7, ascende, prima espandendosi e poi restringendosi, nel mesencefalo, che attraversa per buona parte. Il sistema serotoninergico del rafe si ramifica attraverso tutto il sistema nervoso centrale. Tutti i nuclei del rafe forniscono proiezioni discendenti, prevalentemente serotoninergiche, che terminano nel tronco encefalico stesso o nel midollo spinale.

Il sistema mesencefalico del rafe è principalmente interconnesso rostralmente con il sistema limbico, il setto, la corteccia prefrontale e l’ipotalamo. Fibre efferenti ascendono formando una grande via ventrale e una più ridotta via dorsale. Le connessioni, descritte in dettaglio nelle trattazioni neuroanatomiche specialistiche, sono numerosissime e complesse, definendo nel loro insieme una realtà funzionale ancora scarsamente decifrata.

Il sistema ascendente del rafe si ritiene agisca prevalentemente moderando le attività proencefaliche, particolarmente quelle limbiche, incluso l’ippocampo, il setto e l’ipotalamo.

Come accennato nell’introduzione, oscillazioni di campo associate ad onde acute di circa 200 Hz nell’ippocampo, dette ripples, si ritiene siano importanti per il consolidamento della memoria esplicita. Non si sa quasi nulla su come tale base elettrofisiologica del processo ippocampale sia controllata da altre regioni del cervello. Wang e colleghi hanno accertato che la regione mesopontina dei nuclei del rafe mediano (MnR) è importante per la regolazione dell’attività ripple e il conseguente consolidamento della memoria.

I ricercatori hanno realizzato la registrazione simultanea, in topi in vivo, nell’area MnR e nell’ippocampo, ed hanno rilevato che, quando un gruppo di neuroni MnR era attivo, le particolari onde a 200 Hz erano assenti. Coerentemente, la stimolazione optogenetica di neuroni MnR sopprimeva l’attività ripple, mentre l’inibizione di questi neuroni l’accresceva.

Usando un paradigma di apprendimento della paura condizionata, Wang e colleghi hanno rilevato che la fotostimolazione dei neuroni MnR interferiva con il consolidamento della memoria.

Concludendo, i risultati di questo studio dimostrano un ruolo critico dei neuroni del rafe mesopontino nel regolare l’attività elettrica ippocampale che si ritiene sia alla base del consolidamento della memoria.

 

L’autore della nota invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

 

Giovanni Rossi

BM&L-25 aprile 2015

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



[1] Note e Notizie 08-11-14 Memorie ippocampali rese persistenti da neuroni mesencefalici.