(Memoria-Immagine: la stimolazione di una regione del cervello chiamata talamo anteriore potrebbe migliorare i ricordi perduti, aprendo nuove strade per i trattamenti di ripristino della memoria dopo una lesione cerebrale. L’immagine mostra le principali procedure sperimentali utilizzate nel documento. ATN = nuclei talamici anteriori; MTT = tratto mammillotalamico. LV-CaMKII-ChR2-mCherry = vettore channelrhodopsin, Zif268 = marker di attività neuronale. Credito: Barnett et al, 2021, Current Research in Neurobiology).
Il cervello dei mammiferi ospita una complessa rete di strutture che supportano la memoria e una piccola regione chiamata talamo anteriore è una parte fondamentale di questo sistema. Il danno al tratto mammillotalamico (MTT), una connessione importante per questo hub, può causare la perdita di memoria nei pazienti colpiti da ictus, che attualmente è considerata irreversibile.
Nel loro nuovo studio disponibile sulla rivista Current Research in Neurobiology, i ricercatori delle Università di Canterbury e Otago, in Nuova Zelanda e dell’Università di Oxford, nel Regno Unito, mostrano ora che la stimolazione del talamo anteriore aumenta l’attività cerebrale correlata alla memoria e ripristina la funzione della memoria nei ratti con lesioni MTT. I loro risultati suggeriscono che le terapie che comportano la stimolazione mirata del talamo anteriore potrebbero aiutare a ripristinare la memoria nei pazienti con lesioni cerebrali.
Il Prof. John C. Dalrymple-Alford, esperto di fama mondiale nella ricerca sul talamo anteriore e ricercatore principale dello studio, spiega: “L’obiettivo finale di molti neuroscienziati, incluso il nostro team, è ripristinare le funzioni “perse” del cervello, una delle quali è la memoria. La perdita di memoria può essere causata da danni a uno o più punti chiave in un sistema di memoria distribuito. Tale danno si verifica in diverse condizioni neurologiche – lesioni cerebrali acute, come quelle causate da un ictus e nella demenza – e influisce sulla qualità della vita dei pazienti.
“Data la complessità del cervello, dobbiamo ancora comprendere appieno se i disturbi della memoria sono causati dalla perdita irreversibile dei tessuti o da disfunzioni nella rete cerebrale più ampia. Attraverso questo studio, abbiamo voluto far luce su quest’ultima possibile causa e capire se la memoria, apparentemente scomparsa per sempre, potrebbe essere recuperata“.
Per testare la loro ipotesi, il team del Prof. Dalrymple-Alford ha prima simulato la perdita di memoria nei ratti inducendo lesioni MTT in questi animali, dato il legame tra il danno al tratto mammillotalamico e la perdita di memoria negli esseri umani. Successivamente, i ricercatori hanno testato gli effetti di queste lesioni sulla memoria spaziale – informazioni necessarie per ricordare luoghi diversi – utilizzando un test del labirinto del braccio radiale (RAM). Le loro osservazioni hanno suggerito che le lesioni MTT hanno influenzato la capacità dei ratti di localizzare i pellet di cibo, indicando una scarsa memoria di lavoro e lo sviluppo di una sindrome simile all’amnesia.
Successivamente, i ricercatori hanno testato se la memoria di lavoro potesse essere ripristinata nei ratti con lesioni MTT. Sulla base di precedenti prove del coinvolgimento del talamo anteriore nel supporto della memoria e del forte legame tra il talamo anteriore e MTT, i ricercaatori hanno valutato se la stimolazione del talamo anteriore potesse aiutare una migliore funzione della memoria. Utilizzando l’optogenetica, una tecnica basata sulla luce che consente l’attivazione di neuroni specifici, hanno stimolato i neuroni del talamo anteriore nei ratti con lesioni MTT e quindi hanno testato le loro prestazioni con il test RAM. Un modello regolare di stimolazione ha sostanzialmente migliorato la memoria di lavoro spaziale in questi ratti, anche se temporaneamente, e ha anche migliorato la ritmicità elettrica nel sistema di memoria. Inoltre, tale attivazione ha anche aumentato l’espressione della proteina Zif268, un indicatore dell’attività neurale, attraverso il sistema di memoria. È interessante notare che la stimolazione basata sull’attività nell’ippocampo, che è stata a lungo considerata la sede della memoria spaziale, non ha prodotto effetti di miglioramento della memoria nei ratti con lesioni MTT.
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Questo studio è il primo a dimostrare che i miglioramenti della memoria sono possibili anche dopo aver subito un danno permanente al MTT. Insieme, i risultati sfidano le nozioni precedenti secondo cui il recupero della memoria dipende principalmente da strutture come l’ippocampo e la corteccia prefrontale. Ancora più importante, lo studio fornisce la prima chiara prova sul ruolo dell’aumento dell’attività neuronale all’interno del talamo anteriore nel supportare la memoria. Indica che il talamo anteriore non è semplicemente una struttura di comunicazione, ma svolge un ruolo attivo nell’influenzare la memoria e la cognizione. I risultati dimostrano che la stimolazione dei neuroni del talamo anteriore potrebbe aiutare a contrastare l’amnesia clinica associata a menomazioni nei percorsi che coinvolgono questa regione,
Il Prof. Dalrymple-Alford osserva: “Finora, l’ippocampo e la corteccia prefrontale sono rimasti le aree di interesse per le terapie legate alla memoria. Il nostro studio mostra che le strutture al di fuori di queste aree, come il talamo anteriore, potrebbero invece essere la chiave per tali trattamenti. È importante ricordare che tale stimolazione non influisce sul contenuto della memoria, anzi, sembra migliorare la funzionalità del sistema di memoria del cervello.Ciò potrebbe ridurre al minimo le disabilità cerebrali e consentire ai pazienti di vivere una vita normale.Mentre il modello che abbiamo utilizzato nel nostro studio è tipicamente osservato in pazienti adulti, lesioni simili potrebbero essere coinvolte nell’amnesia infantile. Le applicazioni dei nostri risultati potrebbero avere un impatto ancora maggiore in questi pazienti”.
In effetti, le scoperte del Prof. Dalrymple-Alford e del suo team rappresentano un importante passo avanti nella nostra comprensione dei sistemi di memoria. In combinazione con sviluppi paralleli in aree come la stimolazione cerebrale remota, i risultati dello studio potrebbero rivoluzionare le terapie per i difetti di memoria e il modo in cui il campo in generale vede la funzione difettosa della memoria.
