La ricerca, pubblicata su Nature Communications, ha analizzato e modellizzato l’attività dell’ippocampo, regione del cervello fondamentale per l’orientamento spaziale e la formazione di nuove memorie. “Questo studio costituisce un passo avanti nel comprendere come il nostro cervello integri informazioni contestuali, permettendoci di adottare comportamenti differenti in base al contesto e di formare memorie distinte per ciascun episodio” dichiara la ricercatrice Eleonora Russo. Studio coordinato dalla Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa
Pisa, 22 ottobre 2024 – Come vengono elaborate le informazioni contestuali dal cervello? Uno studio coordinato da Eleonora Russo ricercatrice dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa investiga i meccanismi alla base della codifica delle informazioni contestuali nell’ippocampo, una regione del cervello fondamentale per l’orientamento spaziale e per la formazione di nuove memorie.
Pubblicato su Nature Communications e realizzato in collaborazione con l’Università di Bristol e il Central Institute of Mental Health di Mannheim, lo studio “costituisce un passo avanti nel comprendere come il nostro cervello ci permetta di adottare comportamenti differenti in base al contesto e di formare memorie distinte per ciascun episodio” dichiara la dott.ssa Russo.
L’ippocampo, il nostro GPS interno
Ci sono luoghi fisici che nel corso del tempo ci hanno visto protagonisti di azioni diverse in contesti diversi. Prendiamo come esempio una piazza: possiamo esserci stati a un concerto o una manifestazione ma anche, in un altro momento, per prendere un caffè con gli amici. Per capire come il cervello distingua questi eventi, Russo e colleghi hanno studiato l’ippocampo, una regione del lobo temporale del cervello, nodo di integrazione di informazioni multisensoriali.
L’ippocampo funziona come una sorta di GPS, fornendoci costantemente informazioni sulla nostra posizione nello spazio. Oltre a codificare informazioni spaziali, l’ippocampo riceve anche informazioni provenienti vari domini sensoriali – come la vista, l’udito, l’olfatto – che vengono qui integrate per formare memorie complesse e sfaccettate. In questo modo l’ippocampo crea delle mappe personalizzate dell’ambiente, arricchite dai vari elementi sensoriali e contestuali associati alle nostre esperienze fatte in quei luoghi.
Le sequenze theta, informazioni spaziali e contestuali riassunte in pochi millisecondi
Una delle modalità di comunicazione dell’ippocampo con il resto del cervello avviene attraverso le sequenze theta, pacchetti di attività in cui i neuroni si attivano in successione ordinata e rapida. Le sequenze theta comprimono le informazioni spaziali e contestuali in pochi millisecondi. Proprio questa compressione temporale è fondamentale per il consolidamento delle esperienze, durante il sonno, in memorie a lungo termine.
La collaborazione tra la Scuola Sant’Anna, l’Università di Bristol e il Central Institute of Mental Health di Mannheim
Lo studio condotto da Eleonora Russo in collaborazione con Matt Jones, professore in Neuroscienze presso l’Università di Bristol, e Daniel Durstewitz, professore in Neuroscienze presso il Central Institute of Mental Health in Mannheim e l’Università di Heidelberg, ha combinato nuovi dati sperimentali con modelli matematici per mostrare come i neuroni dell’ippocampo possano flessibilmente modificare l’ordine della loro attivazione all’interno delle sequenze theta in funzione delle informazioni contestuali che elaborano.
“Questa osservazione, non solo ci aiuta a capire meglio come le informazioni contestuali possano essere usate per guidare il nostro comportamento, ma ci suggerisce delle potenziali strategie utilizzate dal nostro cervello per immagazzinare memorie episodiche” dichiara la dott.ssa Russo.
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