Una nuova tappa verso la comprensione dei meccanismi alla base della memoria e dell’apprendimento è stata raggiunta dagli scienziati del Dipartimento di Neuroscienze e Neurotecnologie nell’Istituto Italiano di Tecnologia, autori di uno studio in cui si dimostra che la plasticità neuronale, definita come la capacità del cervello di adattarsi a stimoli esterni, sia dipendente da un particolare tipo di recettore presente sulla membrana dei neuroni: i recettori AMPA.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati nel lavoro “Endocytic traffiking and recycling maintain a pool of mobile surface AMPA receptors required for synaptic potentiation” apparso su Neuron, autorevole rivista di neuroscienze. Lo studio dimostra come il movimento dei recettori AMPA sia in grado di influenzare enormemente fenomeni quali la plasticità neuronale, associata all’apprendimento e alla memoria.
I recettori neuronali sono responsabili della comunicazione tra neuroni attraverso il loro legame con alcuni neurotrasmettitori – sostanze chimiche prodotte dalle cellule neuronali- che determina un flusso di corrente elettrica attraverso le membrane dei neuroni contenente l’informazione da trasmettere. I recettori sono particolarmente abbondanti nei punti di contatto tra un neurone e l’altro – le sinapsi- dove avviene lo scambio d’informazioni: il neurone “trasmittente”, che porta il messaggio, libera nello spazio sinaptico il neurotrasmettitore che si lega ai recettori del neurone “ricevente”.
In alcune situazioni, gli stimoli esterni aumentano e di conseguenza un numero maggiore d’informazioni dev’essere trasmesso. La risposta del sistema nervoso è di aumentare l’emissione di neurotrasmettitori, in relazione all’aumentata mole d’informazioni; di conseguenza, è necessario che venga accresciuto anche il numero di recettori sulle membrane, in modo da poter ricevere e trasmettere gli impulsi proporzionalmente alla quantità di neurotrasmettitore liberato.
I recettori AMPA sono in grado di rispondere a questa necessità spostandosi lungo le membrane neuronali fino alle sinapsi. Inoltre, come annunciano gli autori dello studio “è stato visto che i recettori AMPA possono anche spostarsi all’interno dei neuroni per subire il processo di “riciclaggio”, ossia scaricare il segnale chimico immagazzinato e ritornare sulla superficie dei neuroni per iniziare un nuovo ciclo.”
La mobilità dei recettori è stata analizzata mediante l’utilizzo di avanzate tecnologie basate sulla microscopia a fluorescenza, che hanno reso possibile visualizzare i movimenti dei recettori sulla membrana di neuroni vivi in seguito agli stimoli che generano plasticità neuronale. Questo ha permesso di dimostrare che la capacità delle cellule neuronali di rispondere all’aumento degli stimoli esterni è subordinata alla capacità dei recettori di muoversi lungo le membrane e di essere riciclati.
“Questo studio è stato condotto sulle cellule dell’ippocampo, la porzione del cervello deputata alla memoria e all’apprendimento, – dichiara la dottoressa Enrica Maria Petrini, coordinatrice dello studio, che si è svolto in collaborazione con l’Università di Bordeaux (Francia) e il Duke University Medical Center (USA)– alla quale si possono ricondurre i malfunzionamenti propri di molte patologie con deficit delle facoltà intellettive. La scoperta della mobilità dei recettori dei neuroni risulta quindi fondamentale per aprire nuove prospettive nel campo della ricerca di queste patologie attraverso lo studio dei meccanismi che le causano. “L’obiettivo degli studi effettuati perso il Dipartimento di Neuroscienze e Neutotecnologie è infatti quello di comprendere i meccanismi di base che sottendono alla trasmissione d’informazioni e alla plasticità sinaptica, fondamento per le attività intellettive superiori come la memoria e l’apprendimento, ridotte drasticamente in numerose patologie neurologiche. I risultati ottenuti permetteranno di compiere il passo successivo, ovvero comprendere in maniera esatta e completa la relazione tra la difficoltà dei processi di apprendimento e la mobilità dei recettori di superficie dei neuroni.
