Gli scienziati vedono un modello di memoria in un cervello vivente

Immagina quella volta Ti stai godendo la tua ciotola mattutina di Cheerios, un ragno cade dal soffitto e cade nel latte. Anni dopo, non puoi ancora avvicinarti a una ciotola di cereali senza sentirti disgustato.

I ricercatori hanno ora osservato direttamente cosa succede all’interno del cervello mentre apprendono questo tipo di risposta emotivamente carica. a Nuovo studio Inserito a gennaio in Atti dell’Accademia Nazionale delle ScienzeNello studio, un team della University of Southern California è stato in grado di visualizzare la formazione di ricordi nel cervello dei pesci da laboratorio, fotografandoli al microscopio mentre sbocciano in splendidi colori verdi radiosi. Dal lavoro precedente, si aspettavano che il cervello codifichi un ricordo semplicemente modificando la sua struttura neurale. Invece, i ricercatori sono stati sorpresi di trovare una soluzione significativa nei collegamenti.

Ciò che hanno visto rafforza l’idea che la memoria sia un fenomeno complesso che coinvolge un mosaico di percorsi di codifica. Ma suggerisce anche che il tipo di memoria può essere fondamentale per il modo in cui il cervello sceglie di codificarla, una conclusione che potrebbe suggerire il motivo per cui alcuni tipi di risposte dolorose altamente condizionate persistono e sono così difficili da ignorare.

“Potrebbe essere quello che stiamo guardando è l’equivalente di un disco a stato solido” nel cervello, ha detto uno degli autori Scott Fraser, biologo quantitativo presso la University of Southern California. Mentre il cervello registra alcuni tipi di ricordi in una forma volatile e possono essere facilmente cancellati, i ricordi pieni di paura possono essere archiviati in modo più potente, il che può aiutare a spiegare perché anni dopo alcune persone possono richiamare un ricordo come se lo stessero riportando indietro , Egli ha detto.

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La memoria è stata studiata più frequentemente nella corteccia cerebrale, che copre la parte superiore del cervello dei mammiferi, e nell’ippocampo alla base. Ma è stato esaminato più spesso in strutture più profonde come l’amigdala, il centro del cervello che regola la paura. L’amigdala è particolarmente responsabile dei ricordi associativi, un’importante classe di ricordi carichi di emozioni che collegano cose disparate, come quel ragno nelle pillole. Sebbene questo tipo di memoria sia molto comune, come si forma non è ben compreso, in parte perché si trova in un’area del cervello relativamente inaccessibile.

Fraser e colleghi hanno visto un’opportunità per aggirare questa limitazione anatomica e saperne di più sulla formazione della memoria associativa utilizzando il pesce zebra. I pesci non hanno un’amigdala come i mammiferi, ma hanno un’area simile chiamata pallio dove si formano le memorie associative. Palium è più facilmente accessibile per lo studio, ha spiegato Fraser: mentre il cervello in via di sviluppo dei mammiferi cresce una volta che diventa più grande – “si gonfia come un palloncino” – il cervello della zebra si capovolge quasi “come un chicco di popcorn, quindi quei centri profondi sono vicino alla superficie .” dove possiamo fotografarli.” Inoltre, le larve di pesce zebra sono trasparenti, quindi i ricercatori possono guardare direttamente nei loro cervelli.

I neuroscienziati generalmente concordano sul fatto che il cervello formi ricordi modificando le sinapsi, i punti di incontro precisi in cui i neuroni si incontrano. Ma la maggior parte crede che lo faccia principalmente modulando la forza delle connessioni, o la forza con cui un neurone ne stimola un altro, ha detto Fraser.

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Per rendere visibile questo processo, Fraser e il suo team hanno ingegnerizzato geneticamente il pesce zebra per produrre neuroni con un tag proteico radioattivo attaccato alle loro sinapsi. Tag proteine, create in laboratorio Don Arnaldo, professore di scienze biologiche e ingegneria biologica presso la University of Southern California, brilla sotto la debole luce laser di un microscopio dedicato. La sfida era “essere in grado di infastidire qualcosa mentre sta accadendo”, ma usando meno luce possibile per evitare di bruciare le creature, ha detto Fraser. I ricercatori hanno quindi potuto vedere non solo la posizione delle singole sinapsi, ma anche la loro forza: più brillante è la luce, più forte è la connessione.

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