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Un nuovo meccanismo collega la plasticità sinaptica all’apprendimento

Secondo l'articolo uscito su Science il nuovo meccanismo permetterebbe di immagazzinare rapidamente in memoria il ricordo di intere sequenze di eventi o di traiettorie fondamentali.

Se due neuroni interconnessi si attivano ripetutamente durante un certo evento, la loro connessione si rafforza, conservando nel tempo il ricordo di quell’evento. Crediti immagine: Pixabay

RICERCA – Secondo i neuroscienziati, la plasticità sinaptica (ossia l’insieme di cambiamenti nella “forza sinaptica” all’interno dei circuiti neurali) è alla base della memoria e dell’apprendimento. Nel 1949 lo psicologo canadese Donald Hebb cercò di spiegare nei dettagli questo processo, formulando quella che è nota come regola di Hebb: se due neuroni interconnessi si attivano ripetutamente durante un certo evento, la loro connessione si rafforza, conservando nel tempo il ricordo di quell’evento.

La regola di Hebb è diventata la teoria più accreditata al riguardo, ma lascia ancora aperte alcune domande, specialmente sui principi che regolano la plasticità sinaptica nell’ippocampo. Per esempio, come fa il cervello a plasmare la propria attività (dell’ordine di millisecondi) durante lo svolgimento di un’azione (che può durare anche diversi secondi)? Oppure, come può un ricordo formarsi all’istante, senza bisogno di rivivere continuamente la stessa situazione (se ci scottiamo una volta, non dobbiamo rifarlo per ricordarci che il fuoco brucia)?

È da qui che sono partiti Katie Bittner e colleghi per cercare di descrivere il meccanismo che regola l’origine di neuroni sensibili alla posizione (place cells) nella regione CA1 dell’ippocampo, che svolge un ruolo chiave nella memoria spaziale e nell’apprendimento. Attraverso esperimenti sui topi, i ricercatori dell’Howard Hughes Medical Institute e dell’Università di Stanford, negli Stati Uniti, hanno scoperto che le place cells dell’ippocampo possono originarsi anche in seguito a un meccanismo di plasticità sinaptica molto diverso dalla regola di Hebb, che hanno chiamato behavioral time scale synaptic plasticity (BTSP). Come riportato su Science, la BTSP si svolge su un arco temporale più lungo rispetto a quello previsto da Donald Hebb, non richiede input neuronali ripetuti e induce plasticità sinaptica all’istante, senza che lo stesso evento si debba ripetere più volte. Gli autori ipotizzano che il nuovo meccanismo potrebbe essere alla base di molte forme di apprendimento, permettendo di immagazzinare rapidamente in memoria il ricordo di intere sequenze di eventi o di traiettorie fondamentali, come quelle che portano a una ricompensa.

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Sara Mohammad
Dopo una laurea in neurobiologia ho frequentato il master in comunicazione della scienza alla SISSA di Trieste. Oggi scrivo news e articoli di approfondimento soprattutto sulle ultime scoperte delle neuroscienze. Ho un blog dove, tra l'altro, vi porto tra i ricercatori che studiano il cervello umano. Su Twitter sono @smohammabd

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