Quali sono le 3 caratteristiche vitali per il cervello? sinteticamente si potrebbe dire: sonno – emozioni – memoria. Tuttavia c’è davvero molto di più.
Molte persone, immaginano che nell’addormentarsi, il cervello si fermi o che addirittura si “spenga”. Ma tutto questo, per quanto ovvio, non è plausibile anzi: il cervello e le nostre normali funzioni continuano a lavorare.
Sulla base di queste affermazioni, l’Università del Michigan ha svolto un’importante ricerca che suggerisce come gruppi di neuroni attivati durante l’apprendimento precedente al sonno, continuano a lavorare, creando ricordi nel cervello.
I ricercatori dell’U-M hanno studiato come i ricordi associati a un evento sensoriale specifico si formano e vengono memorizzati. Nell’esame condotto prima della pandemia da coronavirus e recentemente pubblicato su Nature Communications, gli scienziati hanno esaminato come si è formata una memoria di paura in relazione a uno specifico stimolo visivo. I test eseguiti sui topi hanno evidenziato sorprendenti dettagli. Non solo i neuroni attivati dallo stimolo visivo si mantengono più attivi durante il sonno, in quanto il sonno stesso è vitale per la loro capacità di collegare la memoria della paura all’evento sensoriale.
La ricerca, dunque, ha dimostrato che le regioni del cervello che sono altamente attive durante l’apprendimento intensivo tendono a mostrare più attività durante il sonno successivo. Ma quello che non era chiaro era se questa “riattivazione” dei ricordi durante il sonno dovesse avvenire per memorizzare completamente il ricordo del materiale appena appreso.
3 caratteristiche vitali per il cervello: ce ne parla Sara Aton
“Parte di ciò che volevamo capire era se c’è comunicazione tra le parti del cervello che stanno mediando la memoria della paura; e i neuroni specifici che mediano la memoria sensoriale a cui la paura è legata. Come fanno a interagire insieme, e devono farlo durante il sonno? Vorremmo davvero sapere che cosa sta facilitando questo processo nel fare una nuova associazione; come un particolare set di neuroni, o una particolare fase del sonno. Ma per molto tempo, non c’è stato davvero alcun modo per testare questo sperimentalmente”. Ha detto Sara Aton, autore senior dello studio e professoressa nel dipartimento U-M di biologia molecolare, cellulare e dello sviluppo.
Oggi, i ricercatori hanno gli strumenti per marcare geneticamente le cellule che sono attivate da un’esperienza durante una specifica finestra di tempo. Concentrandosi su un insieme specifico di neuroni nella corteccia visiva primaria, Aton e l’autrice principale dello studio, la studentessa laureata Brittany Clawson, hanno creato un test di memoria visiva.
Hanno mostrato a un gruppo di topi un’immagine neutra, e hanno poi elaborato i geni dei neuroni della corteccia visiva attivati dall’immagine. Per verificare che questi neuroni registrassero l’immagine neutra, il team ha testato se potevano istigare il ricordo dello stimolo dell’immagine attivando selettivamente i neuroni senza mostrare loro l’immagine.
Quando hanno attivato i neuroni e accoppiato l’attivazione con una leggera scossa ai piedi, hanno scoperto che i soggetti avrebbero successivamente avuto paura degli stimoli visivi che sembravano simili all’immagine che quelle cellule codificano. Hanno però scoperto che è vero anche il contrario. Dopo aver accoppiato lo stimolo visivo con una scossa del piede, questi avrebbero successivamente risposto con la paura nella riattivazione dei neuroni.
Test e stimoli visivi
“Fondamentalmente, il principio dello stimolo visivo e il principio di questa attivazione completamente artificiale dei neuroni generavano la stessa risposta“, ha detto Aton.
I ricercatori hanno scoperto che quando hanno interrotto il sonno dopo aver mostrato ai soggetti un’immagine e aver dato loro una lieve scossa ai piedi, non c’era paura associata allo stimolo visivo. Quelli con il sonno non manipolato hanno imparato a temere lo specifico stimolo visivo che era abbinato alla scossa del piede.
“Abbiamo scoperto che questi topi hanno effettivamente avuto paura di ogni stimolo visivo che abbiamo mostrato loro”, ha detto Aton. “Dal momento in cui vanno nella camera dove vengono presentati gli stimoli visivi, sembrano sapere che c’è un motivo per provare paura; ma non sanno di cosa specificamente hanno paura“.
Questo probabilmente dimostra che, per poter fare un’accurata associazione di paura con uno stimolo visivo, devono avere una riattivazione associata al sonno dei neuroni che codificano quello stimolo nella corteccia sensoriale, secondo Aton. Le ricercatrici pensano che allo stesso tempo, quell’area corticale sensoriale deve comunicare con altre strutture cerebrali, per sposare l’aspetto sensoriale della memoria con l’aspetto emotivo.
Aton dice che i loro risultati potrebbero avere implicazioni per il modo in cui l’ansia e il disturbo da stress post-traumatico sono compresi.
“Per me questo è una specie di indizio che dice, se si sta collegando la paura a qualche evento molto specifico durante il sonno; l’interruzione del sonno può influenzare questo processo. In assenza di sonno, il cervello sembra gestire l’elaborazione del fatto che si ha paura. Ma potrebbe non essere in grado di collegarlo a ciò che specificamente si dovrebbe avere paura”. Conclude Aton. “Quel processo di specificazione può essere uno che va storto con il PTSD o l’ansia generalizzata“.3 caratteristiche
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