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La ricerca rivela i nuovi meccanismi molecolari che contribuiscono a plasticità del cervello adulto

I risultati del gruppo descrivono per la prima volta i cambiamenti che hanno luogo nel materiale genetico dei neuroni eccitanti nell'ippocampo dei mouse adulti quando attivano.

Uno studio internazionale intestato dai ricercatori dell'istituto delle neuroscienze, dal centro misto del Universidad Miguel Hernández (UMH) e dal Consiglio nazionale delle ricerche spagnolo (CSIC), ha rivelato una nuova analisi dei cambiamenti nell'organizzazione del materiale genetico dei neuroni che è avviato dall'attivazione neurale, sia (imparare e creazione di memoria) in un contesto patologico (epilessia) che fisiologico. I cambiamenti iniziati dall'attivazione neurale sono più complessi ed atto a più livelli che è stato creduto finora. Alcuni di questi cambiamenti sono stabili e possono essere individuati anche i giorni dopo l'attivazione neurale, come tipo di memoria genetica dell'attivazione passata. Il lavoro, condotto sui roditori e pubblicato in neuroscienza della natura del giornale, rivela i nuovi meccanismi molecolari che contribuiscono alla plasticità del cervello adulto.

Questi risultati, effettuati da un gruppo internazionale intestato dal laboratorio di ángel Barco all'istituto delle neuroscienze UMH CSIC, descrivono per la prima volta i cambiamenti che hanno luogo nel materiale genetico dei neuroni eccitanti nell'ippocampo dei mouse adulti quando attivano. Lo scopo di questo studio era di imparare come l'attivazione di un neurone cambia la sua propria risposta futura. Secondo Barco, questo trattamento è un tipo di memoria cellulare che è essenziale per la creazione delle memorie. Per agire in tal modo, hanno usato parecchie tecniche neurogenomic che si sono applicate per la prima volta nel cervello non trattato di un mouse.

I ricercatori hanno voluto imparare che cosa accade in un neurone che attiva quando la persona è in un nuovo contesto. Secondo i ricercatori, imparare questo trattamento è importante per la creazione della memoria, ma è molto difficile da indirizzare sperimentalmente. Quando l'attenzione mette a fuoco su qualche cosa di specifico, un gruppo di neuroni molto piccolo distribuiti diffuso nel cervello attiva, rendendolo difficile selezionarli e vedere che cosa accade dentro.

Nell'esperimento, i ricercatori hanno causato un'attivazione di massa dei neuroni del mouse, come accade in un trattamento epilettico ed hanno esaminato i cambiamenti che hanno luogo nella cromatina. La cromatina è il modulo che il DNA assume nel nucleo delle cellule. Con cui hanno imparato nella simulazione dell'epilessia, i ricercatori hanno confermato i cambiamenti che hanno luogo in una situazione più terrena, quale l'attivazione dei gruppi di neuroni che hanno luogo nel cervello di un mouse quando esplorano una nuova posizione.

Questi cambiamenti - chiamati epigenetici perché non pregiudicano le informazioni incluse nel materiale genetico, ma la loro espressione - possono modificare la capacità di risposta di futuro e di espressione dei geni in questione a lungo termine o permanentemente nella funzione conoscitiva, che rappresenterebbe così un tipo di memoria genomica.

Questa orma epigenetica che indugia nella cromatina potrebbe rappresentare un substrato adatto per i cambiamenti comportamentistici a lungo termine, in grado di partecipare a stabilire le memorie che influenzano la risposta futura dei neuroni agli stessi stimoli che hanno causato il cambiamento o a quei differenti. Ancora, alcuni di questi cambiamenti a lungo termine hanno potuto essere collegati ai disordini del cervello come l'epilessia e la disfunzione conoscitiva.