COME SI FORMANO LE MEMORIE NEL SONNO

Durante il sonno si formano e consolidano nuove sinapsi che codificano quello che si è imparato da svegli.
Lo conferma una ricerca che è riuscita a osservare per la prima volta in diretta la loro formazione, offrendo inoltre una spiegazione del perché il numero delle sinapsi sembra diminuire mentre si dorme.

Il consolidamento della memoria attraverso la creazione di nuovi collegamenti fra neuroni, o sinapsi, e la modalità con cui avviene questo processo durante il sonno è stato documentato per la prima volta sperimentalmente in vivo da un gruppo di ricercatori della New York University School of Medicine, che firmano un articolo su “Science”.

Che il sonno migliori la memoria – e che la mancanza di sonno riduca le capacità di apprendimento – è noto, ma il modo in cui ciò avviene non è ancora chiaro, soprattutto a causa di un fenomeno apparentemente paradossale. Dato che l’apprendimento di abilità viene rafforzato dal sonno, ci si aspetterebbe che mentre si dorme il numero e la forza delle connessioni sinaptiche aumentino, ma diversi studi hanno dimostrato che nel sonno prevale invece lo sfoltimento e l’indebolimento delle sinapsi.

 

Come si formano le memorie nel sonno
Durante il sonno si riattivano i neuroni che codificano le esperienze, a cui corrispondono le oscillazioni nell’attività elettrica del cervello, e si verificano cambiamenti nei collegamenti sinaptici che permettono il miglioramento delle prestazioni nelle attività apprese in precedenza.
(Cortesia C. Bickel/Science/AAAS) 

Guang Yang e colleghi hanno iniziato a chiarire la situazione creando di una linea di topi geneticamente ingegnerizzati in modo che i neuroni della corteccia motoria esprimano una proteina fosforescente che si illumina quando sono attivati. Sfruttando la microscopia transcranica a due fotoni – una tecnica minimamente invasiva che prevede l’impianto di fibre ottiche attraverso il cranio – hanno potuto così osservare in diretta ciò che avveniva nel cervello di questi topi mentre dormivano dopo aver imparato un esercizio motorio. In particolare, hanno osservato la formazione di nuove spine dendritiche, le protrusioni dei neuroni verso altri neuroni alle cui estremità vi sono le sinapsi.

I ricercatori hanno insegnato un nuovo esercizio a due gruppi di questi topi, lasciando successivamente la possibilità di dormire a uno di essi e privando del sonno l’altro. Dall’osservazione microscopica è risultato che la formazione di nuove spine dendritiche era molto superiore nei topi del primo gruppo, e che il tasso di formazione delle nuove spine dendritiche era correlato al grado di miglioramento nella capacità di eseguire il compito. Un risultato, questo, che fornisce la prova diretta che il cambiamento sinaptico a livello della corteccia è alla base dell’apprendimento.

In successivi esperimenti, Yang e colleghi hanno anche dimostrato che i cambiamenti nelle spine dendritiche indotti dall’apprendimento sono segregati su specifici rami dei dendriti dei neuroni coinvolti. Inoltre, hanno confermato che durante il sonno il cervello fa un “replay” delle esperienze con cui ha acquisito le nuove competenze, riattivando gli schemi di attività neurale corrispondenti, consentendo così la modificazione delle connessioni sinaptiche necessarie per stabilizzare la memoria.

Secondo i ricercatori è plausibile che durante questa riattivazione, che forgia le nuove spine dendritiche e rafforza le nuove sinapsi relative a esperienze recenti, si abbia un parallelo “declassamento” delle sinapsi che rappresentano i ricordi più lontani, con un loro indebolimento.

La riduzione del numero delle sinapsi durante il sonno rilevata dalle ricerche precedenti si spiegherebbe dunque con l’eliminazione di una parte delle tracce di esperienze passate, divenute meno significative. Dato che le esperienze più remote sono complessivamente molto maggiori di quelle accumulate nell’ultima giornata, anche il numero di sinapsi eliminate durante il sonno sarà superiore al numero delle sinapsi create, e il conteggio totale delle sinapsi prima e dopo mostrerà una loro diminuzione complessiva, mascherando la creazione di quelle nuove.

Ora i ricercatori intendono appurare se lo stesso meccanismo valga anche per la memoria episodica, ossia la memoria degli avvenimenti della vita.

 

Articolo originale qui.
Foto: © Springer Medizin/ /Science Photo Library/Corbis

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