LA MELATONINA INIBISCE
LA MEMORIA NOTTURNA
Una delle caratteristiche più straordinarie della memoria umana è la capacità di collocare nel tempo i ricordi. Anche chi lamenta facili dimenticanze non ha difficoltà, in genere, a distinguere ciò che è accaduto il giorno precedente da quanto si è verificato poche ore prima. Questa scansione temporale presenta vari aspetti, ma la sua origine filogenetica più remota sembra consistere nell’organizzazione dell’apprendimento in segmenti della durata di un giorno, per effetto della capacità degli organismi, anche i più semplici, di reagire alle differenze legate alla ciclica successione giorno/notte.
Un lavoro condotto dal gruppo di Cahill ha evidenziato un ruolo della melatonina nel meccanismo dal quale originerebbe questa modulazione temporale dei ricordi (Rawashed O., Hernandez de Borsetti N., Roman G. & Cahill G. M. Melatonin suppresses nighttime memory formation in zebrafish. Science 318, 1144-1146, 2007).
E’ nota l’importanza dell’ormone indolaminico prodotto dalla pineale (epifisi) nella mediazione dei ritmi circadiani (da circa dies) originati nel nucleo soprachiasmatico dell’ipotalamo, ma una sua diretta partecipazione alla modulazione nictemerale dell’apprendimento non era stata ancora stabilita.
I ricercatori hanno studiato nel pesce-zebra diurno (Danio rerio) la formazione della memoria, usando un paradigma di condizionamento basato sull’evitamento attivo: i pesciolini imparavano ad associare un particolare compartimento della vasca con lo shock prodotto da lievi scariche elettriche. Studiando la risposta notturna e diurna, si è visto che il gruppo addestrato durante il giorno imparava più rapidamente di quello addestrato di notte e, valutato a 24 ore di distanza, dimostrava anche una migliore ritenzione dell’apprendimento.
Si sono allora ripetuti gli esperimenti tenendo i pesci in costante oscurità per vari giorni, per verificare se le differenti prestazioni fossero causate dall’illuminazione diurna o dai ritmi circadiani endogeni. In tal modo si è rilevato che i pesci-zebra condizionati durante il periodo corrispondente alla parte diurna del ciclo circadiano (subjective daytime, SD), avevano prestazioni migliori di quelli che avevano appreso nel periodo corrispondente alla notte (subjective nighttime SN).
Questi risultati implicano un ruolo del sistema circadiano endogeno nel determinare l’effetto di un migliore apprendimento nell’arco di tempo corrispondente al dì.
Per accertare se la modulazione funzionale fosse dovuta ad un’alterazione nel processo di formazione o in quello di recupero della memoria, è stato impiegato nuovamente il buio costante: i pesciolini che avevano appreso durante il loro SD, valutati 36 ore dopo durante il loro SN, avevano una ritenzione di memoria notevolmente più alta di quelli che avevano appreso in SN ed erano stati testati in SD.
Tale esito conferma l’intervento del sistema circadiano nella formazione della memoria, più che nella sua evocazione.
E’ noto che la melatonina, che raggiunge il suo picco durante la notte e crolla durante il giorno, agisce sull’attività dei neuroni dell’ippocampo cruciali per la formazione della memoria; perciò gli autori hanno deciso di indagare il ruolo della melatonina in questo meccanismo.
Cahill e i suoi collaboratori hanno rilevato che i pesci, immersi in melatonina 50 μM prima del condizionamento nel periodo SD, andavano incontro ad una soppressione significativa della formazione della memoria, mentre la somministrazione dopo il condizionamento o prima del test non produceva effetti. Inoltre, la somministrazione di un antagonista recettoriale della melatonina prima dell’apprendimento in SN, migliorava notevolmente la ritenzione della memoria, allo stesso modo di quanto accadeva con la rimozione della pineale.
In conclusione, la formazione della memoria in Danio rerio è inibita solo durante la fase notturna della fisiologia dell’organismo e questa modulazione è mediata, almeno in parte, dal rilascio circadiano della melatonina.
Lo studio che Rawashed, Hernandez de Borsetti e Roman hanno condotto nel laboratorio di Cahill, è stato presentato e discusso ad un incontro della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life” sul tema “L’importanza di Danio rerio per la ricerca neuroscientifica”.
L’autrice della nota ringrazia la dottoressa
Floriani per la correzione della bozza.