Studio italiano sui recettori dei neuroni che ‘amplificano’ la memoria

Recettori dei neuroni in movimento per aprire la strada a memoria e apprendimento. La relazione tra il ‘traffico’ dei recettori all’interno delle cellule e la comunicazione tra neuroni è stata dimostrata da uno studio del Dipartimento di neuroscienze e neurotecnologie dell’Istituto italiano di tecnologia (Iit) di Genova, che ha guadagnato le pagine della rivista ‘Neuron’. E che delinea, a detta degli studiosi, nuove prospettive negli studi sui meccanismi che portano a deficit dello sviluppo delle facoltà intellettive.

I risultati della ricerca, condotta grazie a un’importante collaborazione internazionale dell’istituto italiano con alcuni tra i maggiori esperti della ricerca in campo neurologico presso l’università di Bordeaux (Francia) e il Duke University Medical Center (Usa), hanno dimostrato come la plasticità neuronale, ossia la capacità del cervello di adattarsi agli stimoli provenienti dall’ambiente esterno, dipenda dalla mobilità e dal riciclo di un particolare tipo di recettori presente sulla superficie dei neuroni: i recettori AMPA. Questi recettori sono responsabili della trasmissione di segnali eccitatori nel cervello grazie alla loro capacità di legare diversi neurotrasmettitori eccitatori (molecole chimiche rilasciate dai neuroni per comunicare tra loro) tra cui il glutammato.

I recettori AMPA sono particolarmente abbondanti alle sinapsi, ossia i punti di contatto tra due neuroni. Quando questi recettori legano il glutammato rilasciato dal primo neurone, generano degli impulsi elettrici che contengono le informazioni da trasmettere nel secondo neurone.

Lo studio ha dunque dimostrato come la mobilità dei recettori AMPA permetta il controllo del numero di recettori accumulati alle sinapsi. Questo fenomeno risulta fondamentale quando, all’aumentare degli stimoli esterni, la trasmissione di informazioni deve essere potenziata.

Il potenziamento dei segnali eccitatori tra i neuroni è basato su un aumento della quantità di neurotrasmettitore rilasciato e un aumento corrispondente e controllato di recettori AMPA sulla superficie dei neuroni che lo ricevono. Per questo, è necessario che durante il potenziamento i recettori AMPA si spostino verso la sinapsi, in modo da garantire la presenza di un numero di recettori adeguato a ricevere e trasmettere un maggior numero di impulsi elettrici.

In questo contesto, la mobilità dei recettori AMPA sulla superficie dei neuroni è un prerequisito essenziale affinché il potenziamento possa manifestarsi. E i ricercatori italiani hanno scoperto che i recettori AMPA, oltre a muoversi sulla superficie, 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.

“Questo studio è stato condotto sulle cellule dell’ippocampo, la porzione del cervello deputata alla memoria e all’apprendimento – sottolinea Enrica Maria Petrini, coordinatrice della ricerca – e 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. La prossima sfida dei ricercatori sarà quella di studiare e capire la relazione tra la difficoltà dei processi di apprendimento e la mobilità dei recettori di superficie dei neuroni”.

Lo studio è stato realizzato grazie a una tecnologia innovativa che consente di visualizzare, anche per decine di minuti, una singola molecola di recettore nelle sue evoluzioni sulla membrana di neuroni vivi. Così i ricercatori hanno potuto seguire i movimenti dei singoli recettori durante gli stimoli che portano alla plasticità, scoprendo che il potenziamento dei segnali eccitatori è subordinato alla possibilità dei recettori di muoversi e di essere ‘riciclati’.