Come il cervello trasferisce i ricordi della paura a lungo

Il modo in cui i ricordi vengono codificati, archiviati e recuperati è l'argomento più studiato nelle neuroscienze ed è ormai accertato che una struttura cerebrale chiamata ippocampo svolge un ruolo fondamentale in questi processi.

È opinione diffusa che i ricordi vengano trasferiti alla corteccia prefrontale (PFC) per l’archiviazione a lungo termine e che il loro recupero diventi più dipendente dalla PFC, e meno dall’ippocampo, con il tempo. Tuttavia, finora ci sono poche prove a riguardo.

La ricerca pubblicata su Nature Neuroscience ora mostra che la modificazione delle sinapsi nei circuiti PFC contribuisce effettivamente alla conservazione a lungo termine e al ricordo dei ricordi di paura nei topi.

Che l'ippocampo svolga un ruolo fondamentale nella memoria è noto fin dagli anni '50, dagli studi pionieristici del famoso paziente amnesico HM. Più recentemente, tecniche avanzate hanno rivelato che i ricordi sono codificati dal rafforzamento di specifiche connessioni sinaptiche all'interno dei circuiti ippocampali, e che il loro richiamo comporta la riattivazione di questi stessi circuiti.

La codifica dei ricordi della paura coinvolge anche l'attività coordinata dell'amigdala. Sebbene alcuni studi suggeriscano che i neuroni PFC siano coinvolti nel consolidamento dei ricordi di paura remota, fino ad ora non è stato identificato un meccanismo preciso con cui lo fanno.

Ji-Hye Lee dell'Università della California, Riverside, e i suoi colleghi hanno creato topi geneticamente modificati i cui neuroni emettono fluorescenza quando vengono attivati. I ricercatori hanno messo i topi in una gabbia, con pareti modellate e un certo odore, dove hanno ricevuto leggere scosse elettriche.

Sottoposti ripetutamente a shock in questo contesto, gli animali hanno imparato a temerlo. Alla fine, i topi hanno mostrato un comportamento di congelamento quando sono stati messi nella gabbia, anche se non hanno ricevuto shock. Mostravano ancora questo comportamento un mese dopo il condizionamento.

L'esame del cervello degli animali ha rivelato che questo condizionamento contestuale alla paura ha attivato i neuroni nella corteccia prefrontale, nell'ippocampo e nell'amigdala, che insieme formano un "engramma" di memoria della paura. L'attivazione artificiale dei soli neuroni PFC ha indotto il ricordo dell'engramma della paura, come evidenziato dal comportamento di congelamento.

Il silenziamento degli stessi neuroni PFC un mese, ma non una settimana, dopo la codifica del ricordo della paura ha inibito il ricordo, suggerendo che queste cellule sono necessarie per il consolidamento e il successivo richiamo, ma non per il ricordo a breve termine.

Un ulteriore esame ha dimostrato che il ricordo "remoto" si basa sul graduale rafforzamento delle connessioni sinaptiche tra i neuroni PFC. Al contrario, l’estinzione della memoria della paura, che si verifica se gli animali vengono ripetutamente riportati nello stesso ambiente senza ricevere scosse elettriche, ha indebolito le connessioni tra le cellule.

Infine, i ricercatori hanno scoperto che il silenziamento delle cellule engram nell’ippocampo previene la successiva riattivazione dell’engram della paura, suggerendo che il consolidamento della memoria richiede un’attività continua nell’ippocampo per rafforzare l’engram nella PFC.

Pertanto, la conservazione a lungo termine dei ricordi della paura richiede il rafforzamento dei circuiti PFC e questo dipende dagli input continui provenienti dall’ippocampo.

I ricercatori stanno ora pianificando di indagare se l’indebolimento dei circuiti PFC potrebbe sopprimere il ricordo remoto dei ricordi della paura. Una tale strategia potrebbe essere utile per il trattamento del disturbo da stress post-traumatico (PTSD), in cui i pazienti sperimentano ricordi intrusivi e persistenti del passato.