Durante il sonno, certi segnali neurali vengono ripristinati o riavviati.
Durante il sonno, la capacità del cervello di assorbire e memorizzare nuovi ricordi viene rinvigorita grazie a un particolare metodo, come hanno rivelato un gruppo di ricercatori dell'Università di Cornell. I loro risultati, pubblicati sulla rivista "Science", indicano che parti specifiche dell'ippocampo diventano inattive durante il sonno profondo. Questa inattività consente ai neuroni di sottoporsi a un reset, che potrebbe potenzialmente permettere al cervello di riciclare le stesse risorse e neuroni per nuove opportunità di apprendimento il giorno successivo, ha dichiarato la neurobiologa Azahara Oliva in una dichiarazione dell'università.
L'ippocampo, una struttura a forma di cavalluccio marinaio dentro il cervello, è responsabile del passaggio dei contenuti della memoria a breve termine nella memoria a lungo termine, principalmente durante il sonno. I ricercatori erano perplessi su come le persone potessero continuare ad apprendere cose nuove per tutta la vita senza esaurire tutti i loro neuroni.
Il ruolo della regione centrale
L'ippocampo è suddiviso in tre aree, note come C1, C2 e C3. Anche se C1 e C3 sono state studiate approfonditamente e si è scoperto che influenzano significativamente l'elaborazione della memoria in termini di tempo e spazio, la funzione di C2 era sconosciuta. Il team di ricerca guidato da Oliva sembra aver colmato questo vuoto con il loro studio attuale.
Per condurre la loro ricerca, i ricercatori hanno impiantato elettrodi nell'ippocampo dei topi, consentendo loro di osservare l'attività neuronale nel cervello degli animali durante i periodi di apprendimento e sonno. "Abbiamo identificato altri stati di sonno all'interno dell'ippocampo dove tutto è silenzioso", ha detto Oliva. "Le regioni precedentemente molto attive CA1 e CA3 diventano improvvisamente calme. È un reset dei ricordi. Questo stato è generato dalla regione centrale, CA2".
Il ruolo dei neuroni piramidali
I neuroni piramidali sono considerati i neuroni attivamente funzionanti essenziali per compiti come l'apprendimento. Al contrario, i neuroni interni, che hanno diversi sottotipi, erano stati pensati per regolare diverse vie neurali. I ricercatori hanno scoperto che ci sono circuiti paralleli nel cervello che sono manipolati da due tipi di neuroni interni - uno che amministra la ritenzione della memoria e l'altro che favorisce i reset della memoria.
Queste nuove scoperte consentono una migliore comprensione dell'importanza del sonno umano e animale, nonché della natura dinamica della memoria, secondo Oliva. Il team di ricerca è ottimista sul fatto che questi risultati potrebbero potenzialmente aiutare nell'ampliamento della memoria, ad esempio per le persone con l'Alzheimer, e potrebbe addirittura contenere la chiave per cancellare i ricordi traumatici nelle persone che soffrono di disturbo da stress post-traumatico.
Lo studio rivela che la regione centrale dell'ippocampo, specificamente CA2, gioca un ruolo cruciale nella generazione di uno stato di reset della memoria durante il sonno profondo, causando le regioni precedentemente attive CA1 e CA3 a diventare calme. Questo processo potrebbe potenzialmente spiegare come le persone possano continuare ad apprendere cose nuove senza esaurire i loro neuroni, poiché il cervello ricicla risorse e neuroni per nuove opportunità di apprendimento.
I ricercatori hanno anche scoperto che ci sono circuiti paralleli nel cervello manipolati da due tipi di neuroni interni - uno che promuove la ritenzione della memoria e l'altro che favorisce i reset della memoria. Queste scoperte potrebbero condurre a potenziali progressi nell'ampliamento della memoria per le persone con condizioni come l'Alzheimer e potrebbe anche aiutare a cancellare i ricordi traumatici in coloro che soffrono di disturbo da stress post-traumatico. La malattia, in riferimento a queste condizioni, potrebbe trarre beneficio dalle scoperte associate all'ampliamento della memoria e alla rielaborazione neurale durante il sonno.
