Time cells ippocampali creano continuità di esperienza nella memoria

                                                                                                                                           

 

NICOLE CARDON

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno IX - 17 settembre 2011.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente note di recensione di lavori neuroscientifici selezionati dallo staff dei recensori fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra negli oggetti di studio dei soci afferenti alla Commissione Scientifica.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

La capacità umana del ricordo cosciente si fonda su processi che hanno luogo nell’ippocampo e nelle strutture anatomicamente correlate del lobo temporale mediale, la cui importanza è nota dal 1957, quando Brenda Milner descrisse in un paziente noto come H. M. gli effetti della resezione di questa regione. La perdita della capacità di fissare i nuovi ricordi, ossia di apprendere, era l’aspetto più evidente. Ad esempio, H. M. continuava a non riconoscere la Milner pur vedendola regolarmente, e ciò si è protratto per decenni. L’identificazione delle sedi anatomiche delle funzioni alterate in questo paziente è stata possibile grazie all’impiego di modelli animali dei disturbi di memoria umani. L’intensa sperimentazione condotta in questo campo ha consentito di definire i costituenti anatomici del sistema di memoria del lobo temporale mediale: l’ippocampo propriamente detto, il giro dentato, il complesso del subiculum[1] e la corteccia delle aree peririnale, entorinale e paraippocampale.

In epoca più recente, lo studio dei sistemi cellulari dell’ippocampo e delle aree correlate sta rivelando un’organizzazione della memoria basata su cellule griglia, cellule di luogo, cellule di confine e cellule di direzione, che consentono di definire il dove, e modalità di funzionamento che permettono di stabilire il quando[2]. Proprio lo studio dell’organizzazione temporale della memoria nell’ippocampo costituisce oggi una delle sfide più affascinanti per le neuroscienze.

E’ ormai provata con certezza l’importanza cruciale dell’ippocampo per la nostra capacità di organizzare e ricordare, quali esperienze distinte, il flusso di eventi che caratterizza la nostra vita. E’ anche noto che sistemi di neuroni della formazione archiencefalica trilaminare, per garantire questa funzione, colmano gli intervalli temporali fra eventi non “contigui”. Il modo in cui tale continuità viene stabilita è stato indagato da Christopher J. MacDonald e colleghi del Center for Memory and Brain, Boston University (MacDonald C. J., et al. Hippocampal “Time Cells” Bridge the Gap in Memory for Discontiguous Events. Neuron 71 (4), 737-749, 2011).

I ricercatori hanno studiato il comportamento bioelettrico dei neuroni ippocampali di ratto in periodi intervallari durante l’esecuzione di un compito di memoria.

I rilievi hanno fatto registrare una considerevole rappresentazione ippocampale di memorie di sequenze, evidenziate da “time cells” che codificavano momenti consecutivi durante uno spazio temporale vuoto fra due eventi-chiave, e allo stesso tempo codificavano la localizzazione dell’azione in corso di esecuzione.

L’attività di questi neuroni ha evidenziato una caratteristica comune con le cellule di luogo (place cells): come questi neuroni riformano la mappa dell’ambiente esterno quando una traccia spaziale saliente è modificata, così la maggior parte delle time cells forma rappresentazioni qualitativamente diverse quando è cambiato il principale parametro temporale. In altri termini, si riprogrammano temporalmente (retime) effettuando un aggiornamento.

Un altro aspetto emerso dalle registrazioni è che i neuroni ippocampali codificano in maniera differenziata gli eventi-chiave e compiono una distinzione (“disambiguamento”) fra diverse sequenze di eventi, per comporre rappresentazioni uniche e temporalmente organizzate di specifiche esperienze.

Nel complesso, i risultati di questo studio suggeriscono che i sistemi di neuroni ippocampali segmentano le memorie organizzate temporalmente, in gran parte allo stesso modo in cui rappresentano localizzazioni di eventi importanti in ambienti definiti spazialmente.

In conclusione, si può osservare che risultati convergenti emersi da studi condotti su scimmie, suggeriscono che l’ippocampo codifica gli episodi contrassegnando temporalmente gli eventi.

 

L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle numerose recensioni di lavori di argomento connesso che compaiono nelle “Note e Notizie” (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA” del sito).

 

Nicole Cardon        

BM&L-17 settembre 2011

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

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[1] Comprende il subicolo, il presubicolo e il parasubicolo.

[2] In una recensione della scorsa settimana sulla base neurobiologica del dove della memoria episodica (Note e Notizie 10-09-11 Esperienza dello spazio a fondamento dei luoghi della memoria autobiografica), si trovano vari riferimenti a precedenti note sull’argomento.