Deterioramentpo cognitivo-Immagine al microscopio elettronico dei neuroni nel cervello che mostra i bouttons presinaptici (giallo), i mitocondri (viola) e le sinapsi (blu). Credito: Salk Institute-
I cervelli sono come i puzzle, che richiedono molti pezzi annidati e co-dipendenti per funzionare bene. Il cervello è diviso in aree, ciascuna contenente molti milioni di neuroni collegati attraverso migliaia di sinapsi. Queste sinapsi, che consentono la comunicazione tra i neuroni, dipendono da strutture ancora più piccole: boutons di invio di messaggi (bulbi rigonfi all’estremità dei neuroni simili a rami), dendriti di ricezione di messaggi (strutture complementari simili a rami per ricevere messaggi di bouton) e potere -generazione di mitocondri. Per creare un cervello coeso, tutti questi pezzi devono essere tenuti in considerazione.
Tuttavia, nel cervello che invecchia, questi pezzi possono perdersi o alterarsi e non rientrare più nel grande puzzle cerebrale. Un gruppo di ricerca ha ora pubblicato uno studio su Frontiers in Aging Neuroscience su questo argomento.
“Il cinquanta per cento delle persone sperimenta la perdita della memoria di lavoro con la vecchiaia, il che significa che la loro capacità di conservare e manipolare le informazioni nel breve termine diminuisce”, afferma il co-primo autore Courtney Glavis-Bloom, uno scienziato senior del Salk Institute Professor John Reynolds. laboratorio. “Abbiamo deciso di capire perché alcuni individui mantengono una memoria di lavoro sana mentre invecchiano, mentre altri no. Nel processo, abbiamo scoperto un nuovo meccanismo per la base sinaptica del deterioramento cognitivo“.
Studi precedenti avevano scoperto che i cervelli perdono sinapsi mentre invecchiano e i ricercatori hanno visto questo schema anche nel loro modello di primate non umano. Ma quando hanno esaminato le sinapsi rimaste, hanno trovato prove di una rottura nel coordinamento tra le dimensioni dei boutons e i mitocondri che contenevano.
Un principio neuroscientifico fondamentale, il principio delle dimensioni ultrastrutturali, spiega che ogni volta che una parte del complesso sinaptico cambia di dimensioni, anche tutte le altre parti devono cambiare. La sinapsi, i mitocondri, i boutons: tutte queste parti devono scalare in accordo l’una con l’altra. Prima dello studio del team Salk, nessuno si era chiesto se questo principio potesse essere violato con l’età o la malattia.
Vedi anche:Invecchiamento vascolare correlato a declino cognitivo
“Per esaminare questo, ci siamo rivolti alla microscopia elettronica “, afferma il co-primo autore Casey Vanderlip, ex assistente di ricerca nel laboratorio di Reynolds. “Questa tecnica ci ha permesso di visualizzare questi componenti attraverso molte sinapsi. Abbiamo scoperto che la perdita sinaptica si verificava con l’invecchiamento sano e alterato, ma ciò che differiva era la rottura della correlazione tra le dimensioni dei bottoni e i loro mitocondri“.
“È un effetto a catena, con strutture sinaptiche incredibilmente piccole che alterano le reti di neuroni, la funzione cerebrale e il comportamento“, afferma Glavis-Bloom. “Indagare su queste disfunzioni microscopiche è un territorio inesplorato che potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione dell’invecchiamento e del suo impatto sulla cognizione“.
Il team ha scoperto che l’aderenza al principio delle dimensioni ultrastrutturali era essenziale per evitare il deterioramento della memoria di lavoro con l’età. Considerando la violazione del principio delle dimensioni ultrastrutturali e i fallimenti correlati ai mitocondri come la chiave del deterioramento cognitivo correlato all’età, lo studio inaugura una nuova era per la ricerca sull’invecchiamento.
“Le immagini che abbiamo catturato delle sinapsi sono istantanee di un processo dinamico”, afferma Reynolds, titolare della Fiona and Sanjay Jha Chair in Neuroscience. “Con queste istantanee in mano, possiamo iniziare a pensare prima ai meccanismi che coordinano l’espansione e la contrazione delle varie parti del complesso sinaptico, quindi chiederci come l’interruzione di questi meccanismi possa spiegare il declino cognitivo legato all’età. Questo apre un intero nuovo modo di pensare al declino cognitivo che potrebbe portare a nuovi obiettivi per le future terapie“.
Altri autori includono Sammy Weiser Novak e Uri Manor del Salk Institute; e Masaaki Kuwajima, Lyndsey Kirk e Kristen M. Harris dell’Università del Texas ad Austin.
