Nuovo attore chiave nella memoria a lungo termine

Memoria a lungo termine controllata dalla sintesi proteica nelle cellule inibitorie

Un team di ricerca multiistituzionale guidato da McGill ha scoperto che durante il consolidamento della memoria, ci sono almeno due processi distinti che avvengono in due diverse reti cerebrali: le reti eccitatorie e inibitorie.

I neuroni eccitatori sono coinvolti nella creazione di una traccia di memoria, mentre i neuroni inibitori bloccano il rumore di fondo e consentono l'apprendimento a lungo termine.

Il team, guidato dai professori della McGill University Nahum Sonenberg e Arkady Khoutorsky, dal professor Jean-Claude Lacaille dell'Université de Montréal e dal professor Kobi Rosenblum dell'Università di Haifa, autori senior del documento pubblicato oggi su Nature, ha anche scoperto che ogni sistema neuronale può essere selettivamente manipolato per controllare la memoria a lungo termine.

La ricerca, che risponde a una domanda di lunga data su quali sottotipi neuronali sono coinvolti nel consolidamento della memoria, ha potenziali implicazioni nell'individuazione di nuovi bersagli per farmaci per disturbi come il morbo di Alzheimer e l'autismo, che coinvolgono processi di memoria alterati.

Alla ricerca dei neuroni coinvolti nel consolidamento della memoria

Come si trasformano i ricordi a breve termine (che durano solo poche ore) in ricordi a lungo termine (che possono durare anni)?

È noto da decenni che questo processo, chiamato consolidamento della memoria, richiede la sintesi di nuove proteine ​​nelle cellule cerebrali. Ma fino ad ora non si sapeva quali sottotipi di neuroni fossero coinvolti nel processo.

Per identificare quali reti neuronali sono essenziali nel consolidamento della memoria, i ricercatori hanno utilizzato topi transgenici per manipolare un particolare percorso molecolare, eIF2α, in tipi specifici di neuroni.

Questo percorso aveva già dimostrato di svolgere un ruolo chiave nel controllo della formazione di memorie a lungo termine e nella regolazione della sintesi proteica nei neuroni.

Inoltre, ricerche precedenti avevano identificato eIF2α come cardine sia per le malattie del neurosviluppo che per quelle neurodegenerative.

I sistemi eccitatori e inibitori svolgono entrambi un ruolo nel consolidamento della memoria

"Abbiamo scoperto che la stimolazione della sintesi proteica tramite eIF2α nei neuroni eccitatori dell'ippocampo era sufficiente per migliorare la formazione della memoria e la modifica delle sinapsi, nei siti di comunicazione tra i neuroni", afferma il dott. Kobi Rosenblum.

Tuttavia, è interessante notare che "abbiamo anche scoperto che la stimolazione della sintesi proteica tramite eIF2α in una classe specifica di neuroni inibitori, gli interneuroni della somatostatina, era anche sufficiente per aumentare la memoria a lungo termine regolando la plasticità delle connessioni neuronali", afferma il dott. Jean-Claude Lacaille.

"È affascinante poter dimostrare che questi nuovi giocatori - i neuroni inibitori - hanno un ruolo importante nel consolidamento della memoria", ha aggiunto la dottoressa Vijendra Sharma, ricercatrice associata nel laboratorio del Prof. Sonenberg e primo autore dell'articolo. "Fino ad ora era stato ipotizzato che il percorso eIF2α regolasse la memoria tramite i neuroni eccitatori".

"Queste nuove scoperte identificano la sintesi proteica nei neuroni inibitori, e in particolare nelle cellule della somatostatina, come un nuovo bersaglio per possibili interventi terapeutici in disturbi come il morbo di Alzheimer e l'autismo", ha concluso il dottor Nahum Sonenberg. "Ci auguriamo che questo aiuterà nella progettazione di trattamenti sia preventivi che post-diagnosi per coloro che soffrono di disturbi che coinvolgono deficit di memoria".

Reference:

• Vijendra Sharma, Rapita Sood, Abdessattar Khlaifia, Mohammad Javad Eslamizade, Tzu-Yu Hung, Danning Lou, Azam Asgarihafshejani, Maya Lalzar, Stephen J. Kiniry, Matthew P. Stokes, Noah Cohen, Alissa J. Nelson, Kathryn Abell, Anthony P. Possemato, Shunit Gal-Ben-Ari, Vinh T. Truong, Peng Wang, Adonis Yiannakas, Fatemeh Saffarzadeh, A. Claudio Cuello, Karim Nader, Randal J. Kaufman, Mauro Costa-Mattioli, Pavel V. Baranov, Albert Quintana, Elisenda Sanz, Arkady Khoutorsky, Jean-Claude Lacaille, Kobi Rosenblum, Nahum Sonenberg. eIF2α controls memory consolidation via excitatory and somatostatin neurons. Nature, 2020; DOI: 10.1038/s41586-020-2805-8

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