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I ricercatori scoprono i meccanismi che sono alla base della formazione di memoria e dell'apprendimento nel cervello

Come il nostro cervello memorizza le informazioni?

Cercando una risposta, i ricercatori all'ospedale di CHU Sainte-Justine ed Université de Montréal hanno fatto una scoperta importante nella comprensione dei meccanismi che sono alla base della formazione di memoria e dell'apprendimento.

I risultati del loro studio sono presentati oggi nelle comunicazioni della natura.

Piombo dal professor Roberto Araya, il gruppo ha studiato la funzione e la trasformazione morfologica delle spine dorsali dentritiche, sporgenze minuscole situate sui rami dei neuroni, durante plasticità sinaptica, probabilmente il meccanismo di fondo per l'apprendimento e la memoria.

Siamo molto emozionanti perché questo è la prima volta che le norme di plasticità sinaptica, un trattamento direttamente relativo a formazione di memoria nel cervello, sono state scoperte in un modo che permette che noi capiamo meglio la plasticità ed infine come le memorie sono formate quando i neuroni del neocortex cerebrale ricevono i singoli e/o flussi multipli di informazioni sensitive.„

Roberto Araya, il professor, università di Montreal

Di un neurone “un albero„

Il cervello si compone di miliardi di cellule nervose eccitabili meglio conosciute come neuroni. Si specializzano nella comunicazione e nell'elaborazione delle informazioni.

“Immagini un albero,„ ha detto Araya. “Le root sono rappresentate dall'assone, il circuito di collegamento centrale dal corpo cellulare, i rami dell'unità periferica dai dendrites e per concludere, le foglie dalle spine dorsali dentritiche. Queste migliaia di piccole foglie fungono da gateway ricevendo le informazioni eccitanti da altre celle. Decideranno se questi informazioni sono abbastanza significative essere ampliate e distribuite ad altri neuroni.

“Questo è un concetto chiave,„ ha aggiunto, “nel trattamento, nell'integrazione e nella registrazione di informazioni e quindi nella memoria e nell'apprendimento.„

I neuroni ampliano “il volume„

Le spine dorsali dentritiche serviscono da zona del contatto fra i neuroni ricevendo gli input (informazioni) di resistenza variante. Se un input è persistente, un meccanismo da cui i neuroni ampliano “il volume„ è avviato in moda da poterlo migliorare “sente„ che informazione particolare.

Altrimenti, le informazioni “di un volume„ basso più ulteriormente saranno girate giù in modo che passino inosservate. Questo fenomeno corrisponde a plasticità sinaptica, che comprende il potenziamento o la depressione di resistenza sinaptica dell'input.

“Questa è la legge fondamentale di plasticità dipendente dal tempo, o la plasticità Punta-sincronizzazione-dipendente (STDP), che regola la resistenza delle connessioni fra i neuroni nel cervello ed è creduta per contribuire all'apprendimento ed alla memoria,„ ha detto Sabrina Tazerart, co-author dello studio.

Mentre la letteratura scientifica mostra questo fenomeno e come i neuroni connettono, l'organizzazione strutturale precisa delle spine dorsali dentritiche e le norme che gestiscono l'induzione di plasticità sinaptica sono rimanere sconosciute.

“Leggi delle connessioni„

Il gruppo di Araya è riuscito a fare luce sui meccanismi che sono alla base di STDP.

“Finora, nessuno ha conosciuto come gli input sinaptici (informazioni ricevute) sono stati sistemati “nell'albero neurale„ ed il che induce precisamente una spina dorsale dentritica ad aumentare o fare diminuire la resistenza, o la sonorità, di informazioni passa sopra,„ il professore ha detto. “Il nostro scopo era di estrarre “le leggi della connettività sinaptica„ responsabile dello sviluppo delle memorie nel cervello. '„

Per il loro studio, il suo gruppo ha impiegato i modelli preclinici in una fase giovanile, in un periodo critico per l'apprendimento e nella memoria nel cervello.

Facendo uso delle tecniche avanzate nella microscopia del due-fotone che imitano i contatti sinaptici fra due neuroni, i ricercatori hanno scoperto una legge importante relativa alla disposizione di informazioni ricevuta dalle spine dorsali dentritiche.

Il loro lavoro indica che secondo il numero degli input ricevuti (sinapsi) e la loro prossimità, le informazioni sarà considerata diversamente e memorizzata.

“Abbiamo trovato che se più di uno introdotto si presenta all'interno di piccolo pezzo di ramo di albero, la cella sempre considererà questi informazioni importanti ed aumenterà il suo volume,„ abbiamo detto co-prima l'autore Diana E. Mitchell.

“Una scoperta importante„

“Questa è una scoperta importante,„ Araya aggiunto.

“Le alterazioni strutturali e funzionali delle spine dorsali dentritiche, i destinatari principali degli input da altri neuroni, sono associate spesso con i termini neurodegenerative, quale il sindrome dell'x fragile o autismo, come il paziente può più elaborare o non memorizzare correttamente le informazioni,„ ha detto.

“Questo interrompe la logica della costruzione di memoria. Ora, capendo i meccanismi che sono alla base della dinamica delle spine dorsali dentritiche e come urtano il sistema nervoso, potremo sviluppare i nuovi e approcci terapeutici migliore-adattati.„