Memoria, cervello e connessioni: scoperto come nascono le onde di attività delle aree cognitive
Come si formano, all’interno del cervello in via di sviluppo, le onde di attività che daranno origine alla memoria e alle funzioni cognitive superiori? A questa domanda prova a rispondere un team di ricerca congiunto dell’Istituto di Biofisica del Consiglio nazionale delle ricerche e della Scuola Normale Superiore, in collaborazione con il Center for Human Technologies dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova.
Al centro dello studio – pubblicato sulla rivista scientifica Stem Cell Reports – c’è il “pallio”, la porzione più esterna del cervello embrionale. È qui che prendono forma strutture fondamentali come la corteccia cerebrale, l’ippocampo e la corteccia entorinale, che insieme svolgono un ruolo chiave nei processi di apprendimento e nella formazione della memoria.
Il team, coordinato da Federico Cremisi (Scuola Normale Superiore) e Angelo Di Garbo (Cnr-Ibf), ha adottato un innovativo approccio sperimentale chiamato MiBi, con il quale ha manipolato le vie di segnalazione cellulare di cellule staminali embrionali. In particolare, è stata inibita l’attività di due vie biochimiche cruciali per lo sviluppo neurale, per osservare come queste influenzino la specializzazione delle cellule e la successiva formazione delle reti neuronali.
Grazie all’analisi dell’espressione genica, condotta dal gruppo di Luca Pandolfini dell’IIT, i ricercatori hanno verificato che i neuroni ottenuti mostravano le caratteristiche tipiche della corteccia entorinale — un risultato senza precedenti in colture cellulari.
“Le cellule entorinali sviluppate in coltura hanno stabilito connessioni distinte con i neuroni dell’ippocampo rispetto a quelle che si formano con i neuroni della corteccia cerebrale”, spiega Cremisi. “Non solo: una volta in contatto, i neuroni dell’ippocampo hanno iniziato a generare spontaneamente attività elettrica sincronizzata, simile alle onde cerebrali che si osservano durante alcuni processi cognitivi”.
Lo studio dimostra che le onde cerebrali tipiche delle aree della memoria nascono già nelle prime fasi dello sviluppo, guidate da segnali molecolari interni, ancora prima che intervengano influenze esterne. Cambiando questi segnali, cambia anche la natura delle onde generate nelle diverse aree del pallio.
Secondo Angelo Di Garbo, “le ricadute sono notevoli: questi segnali precoci non solo determinano il destino delle cellule cerebrali, ma influenzano anche la loro capacità di creare connessioni specifiche e di sviluppare attività sincronizzata, due elementi essenziali per il corretto funzionamento del cervello”.
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