Meccanismo di consolidamento della memoria da stress
NICOLE CARDON
NOTE
E NOTIZIE - Anno X – 24 novembre 2012.
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 lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra negli
oggetti di studio dei soci componenti lo staff
dei recensori della Commissione
Scientifica della Società.
[Tipologia del testo:
RECENSIONE]
Gli effetti negativi dello stress sulla memoria sono ben noti, dalle cosiddette amnesie dissociative causate da intense esperienze traumatiche, alla riduzione di efficienza nella capacità di apprendere e rievocare per stati protratti o cronici di ansia/paura, sono numerosi i disturbi che ci ricordano quanto l’iper-attivazione dei sistemi dello stress sia nociva per il corretto funzionamento delle memorie cognitive e, in particolare, per le forme esplicite che rientrano nella definizione neuropsicologica di memoria dichiarativa (cfr. Cardon & Perrella, 2003)[1]. In medicina, in psichiatria e in neuropsicologia si tende ad occuparsi prevalentemente degli effetti negativi sulla prestazione cognitiva degli eventi e delle circostanze che attivano il sistema simpato-adreno-midollare e l’asse ipotalamo-ipofisi-surrene, anche se è noto, soprattutto da esperimenti con primati non umani, che bassi tassi di ormoni dello stress possono migliorare le prestazioni in compiti cognitivi semplici. Gli effetti positivi sulla memoria di una parziale attivazione di quei circuiti neuronici, che conosciamo a partire dagli studi di Cannon e Selye come base biologica della fight or flight reaction, sono meno conosciuti e studiati, anche se è esperienza comune che gli eventi rilevanti sul piano affettivo-emozionale sono bene ricordati, e se la ricerca sulla memoria fin dai primi studi pionieristici ha tenuto conto del “fattore impressivo”, ossia dell’effetto duraturo di una singola esposizione ad uno stimolo in grado di generare intensa emozione.
Attualmente è noto che le memorie di esperienze emotive sono mediate e modulate da ormoni dello stress, quali i glucocorticoidi nei roditori e il cortisolo nella nostra specie, anche se si sa ancora poco dei meccanismi molecolari alla base di tale mediazione e modulazione.
Dillon Chen,
con Dhananjay Bambah-Mukku, Gabriella Pollonini e Cristina Alberini hanno
seguito la traccia dei recettori dei glucocorticoidi impegnati durante la
formazione della memoria inibitoria di evitamento di lungo termine, per
individuare la via molecolare che permette il consolidamento di tale
cambiamento fisiologico con conseguente conservazione della nuova risposta
comportamentale (Chen D. Y., et al.,
Glucocorticoid receptors recruit the CaMKIIα-BDNF-CREB pathway to mediate
memory consolidation. Nature Neuroscience [Published online ahead of print
doi:10.1038/nn.3266], 2012).
La provenienza degli autori dello
studio è la seguente: Department of Neuroscience and Friedman Brain Institute,
Mount Sinai School of Medicine, New York (USA); Center for Neural Science, New
York University, New York (USA).
I meccanismi delle memorie emozionali ci riportano agli studi di condizionamento classico determinato dalla paura per uno stimolo nocivo, che hanno accertato in Drosophila melanogaster, il moscerino della frutta e dell’aceto, e nei roditori, eventi molecolari simili a quelli implicati nella formazione delle memorie implicite nel mollusco Aplysia californica, scoperti da Kandel e collaboratori. La memoria di lungo termine nel moscerino richiede, come nel mollusco, la sintesi di nuove proteine e, allo stesso modo, l’insetto esprime un gene attivatore di CREB. Nei roditori, e in generale nei mammiferi, la memoria della paura appresa implica l’intervento dei sistemi neuronici dell’amigdala. Grazie soprattutto al lavoro di Joseph Le Doux, Michael Davis e Michael Fanselow abbiamo una discreta conoscenza dei circuiti neuronici implicati nella memoria della paura, e recenti studi hanno dimostrato che, per una conservazione di lungo termine della risposta appresa, CREB è di importanza prioritaria: i neuroni dell’amigdala necessari alla permanenza della paura sono reclutati per i loro alti livelli di espressione di CREB. Per la persistenza della memoria e dei cambiamenti sinaptici associati sono necessari la proteinchinasi cAMP-dipendente e MAPK, che attivano il fattore di trascrizione CREB per l’avvio dell’espressione genica.
La sperimentazione di Chen e colleghi è stata condotta nei ratti e diretta allo studio, nei neuroni dell’ippocampo, degli eventi molecolari associati all’attivazione dei recettori dei glucocoticoidi, implicati nella formazione della memoria inibitoria di lungo termine che si esprime con un comportamento di evitamento persistente e protratto. Tali recettori erano associati all’attivazione di CaMKIIα, TrkB, ERK, Akt, PLCy e CREB, così come ad una sostanziale induzione di Arc e GluA1 sinaptico.
I ricercatori hanno rilevato che la maggior parte di questi eventi, avviati da un effetto non genomico dei recettori dei glucocorticoidi, era anche a valle dell’attivazione del BDNF (brain-derived neurotrophic factor). Il ruolo di questa proteina è stato esplorato in animali in cui i recettori per gli ormoni glucocorticoidi erano stati inibiti, con la conseguente genesi di amnesia ed alterazioni molecolari specifiche. La somministrazione ippocampale di BDNF, ma non quella di altre neurotrofine, era in grado di guarire selettivamente l’amnesia e le alterazioni biochimiche indotte dall’inibizione recettoriale.
Presi nell’insieme i risultati di questa sperimentazione, per il cui dettaglio si rimanda alla lettura del testo integrale del lavoro originale, indicano che i recettori dei glucocorticoidi mediano la formazione della memoria di lungo termine vie di plasticità neurale CaMKIIα-BDNF-CREB-dipendenti.
L’autrice della nota ringrazia la
dottoressa Isabella Floriani e invita alla lettura degli scritti di argomento
connesso che compaiono nelle “Note e Notizie” di questo sito (utilizzare il
motore interno nella pagina “CERCA” del sito).
[1] Nicole Cardon & Giuseppe Perrella, Alterazioni e patologia della memoria e dell’apprendimento da stress acuto e cronico: meccanismi, processi ed ipotesi interpretative. BM&L, Firenze 2003 (relazione per il convegno “La patologia della memoria”).