L’ippocampo è essenziale per l’apprendimento e la memoria, specificatamente la memorizzazione di conoscenze del tipo chi, cosa, dove e quando. Indizi sui ruoli dell’ippocampo emersero dal famoso caso del paziente Henry Molaison, che ebbe la maggior parte del suo ippocampo rimossa dai chirurghi nel 1953 per curare la sua epilessia. Molaison è diventato incapace di formare nuovi ricordi di persone con le quali in seguito lavorò per anni.

La maggior parte degli studi precedenti su come la memoria viene sfruttata si sono concentrati su una via trisinaptica. In questo circuito neurale, le informazioni che si ottengono dalla corteccia entorinale, l’interfaccia principale tra l’ippocampo e la neocorteccia – zona del cervello coinvolta in funzioni superiori come il pensiero e l’azione – procedono al giro dentato, la porta anteriore dell’ippocampo. I Neuroni granulari del giro dentato poi trasportano l’informazione verso gli interneuroni e le cellule piramidali della regione CA3 dell’ippocampo, che invia le informazioni alla regione CA1, la principale di uscita dell’ippocampo. La zona CA2 è sempre rimasta assente da questo circuito.

Anche se la subregione CA2 è stata scoperta oltre 75 anni fa, ha ricevuto ben poca attenzione sin d’ora. Ci sono due ragioni per questa disattenzione: dimensione e posizione. La CA2 ha il 10 per cento dell numero di neuroni di CA1 e CA3, sollevando così dubbi circa la sua importanza. La regione è anche schiacciata tra CA1 e CA3, il che ne rende difficile lo studio con gli approcci tradizionali, che non hanno la precisione di mirare selettivamente a CA2 .

Per aggirare questi problemi, Siegelbaum, un professore di neuroscienze alla Columbia University e un ricercatore della Howard Hughes Medical Institute ,Frederick L. Hitti, hanno creato uno speciale topo transgenico in cui i neuroni CA2 potrebbero essere selettivamente inibiti negli animali adulti. Una volta che questi neuroni sono stati inattivati, i topi sono stati sottoposti ad una serie di test comportamentali.

Normalmente, quando un topo incontra un altro topo che non conosce, fa uno “sniff test”, odora cioè lo sconosciuto ed è più interessato a questo nuovo topo rispetto ad un conoscente o a un familiare. Il topo con l’area CA2 inattiva, invece, non riconosce i topi che ha visto prima e annusa indiscriminatamente  itopi familiari e nuovi. I topi non hanno mostrato la perdita della capacità di discriminare odori sociali e non sociali, come il cibo sepolto profondamente nella lettiera. Anche se una perdita marcata di memoria sociale si è vista nei topi CA2 – inattivi, i topi non hanno subito cambiamenti in altri comportamenti specifici dell’ippocampo come la memoria spaziale e contestuale, potendo ancora distinguere oggetti inanimati nuovi e familiari.

“Piochè diversi disturbi neuropsichiatrici sono associati con comportamenti sociali alterati, i nostri risultati suggeriscono la possibilità che la disfunzione della regione CA2 possa contribuire a questi cambiamenti comportamentali”, ha detto Siegelbaum.

Gli individui con schizofrenia e disturbo bipolare hanno un basso numero di neuroni inibitori in CA2. Allo stesso modo, le persone con autismo hanno una alterazione nella trasmissione operata dalla vasopressina, un ormone responsabile del comportamento sociale che interagisce con una specifica classe di recettori che si trovano prevalentemente in questa regione. Tuttavia , i topi CA2 -inattivi non mostrano i classici sintomi dell’autismo e avevano normali livelli di socialità, fornendo la prova che la socialità e la memoria sociale coinvolgono diverse funzioni cerebrali.

Il gruppo di Siegelbaum spera di utilizzare la stessa tecnologia genetica per verificare se ci sono cambiamenti nella funzione della regione ippocampale CA2 in modelli murini di disturbi psichiatrici come l’autismo e la schizofrenia. Se sarà così, proveranno a testare farmaci che ripristinano la funzione normale della regione CA2 e verificheranno se questo tipo di trattamento farmacologico aiuti a invertire eventuali cambiamenti comportamentali osservati nei topi. Tale ricerca offre la possibilità di trovare nuovi bersagli farmacologici e approcci per trattare i cambiamenti comportamentali associati a questi disturbi, la schizofrenia e l’autismo.

Il vocabolario di un adulto medio è costituito da circa 30.000 parole. Questa capacità sembra unica degli esseri umani, le specie animali più vicine a noi – gli scimpanzé – riescono a imparare non più di 100 vocaboli.

Si è creduto a lungo che l’apprendimento delle lingue dipendesse dalla integrazione di ascolto e ripetizione di parole, ma i meccanismi neurali alla base dell’apprendimento di nuove parole sono rimaste poco chiare. Precedenti studi hanno dimostrato che questo può essere correlato a un circuito cerebrale che si trova solo negli esseri umani e che gli umani possono imparare solo le parole che possono anche esprimere.

Ora un team di ricercatori europei, ha mappato i percorsi neurali coinvolti nell’apprendimento della parola negli esseri umani. Hanno scoperto che il Fascicolo arcuato, una raccolta di fibre nervose che collega le regioni uditive al lobo temporale e con la zona situata nel lobo frontale dell’emisfero sinistro del cervello, permette al ‘suono’ di una parola di collegarsi alle regioni responsabili della sua articolazione. Differenze nello sviluppo di queste connessioni uditivo-motorie possono spiegare le differenze di capacità delle persone di imparare le parole.

I risultati dello studio sono pubblicati sulla rivista Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS). Il Dott. Marco Catani, ricercatore del King’s College of London, Institute of Psychiatry, ha dichiarato: “Spesso si pensa che gli esseri umani abbiano la capacità di imparare le parole come per scontato. Questa ricerca getta nuova luce sulla capacità unica di noi esseri umani di imparare una lingua, in quanto questo percorso non è presente in altre specie. Le implicazioni dei nostri risultati potrebbero essere di ampia portata – da come lingua viene insegnata nelle scuole e per la riabilitazione da un infortunio, per la diagnosi precoce dei disturbi del linguaggio come la dislessia. Inoltre questi risultati potrebbero avere implicazioni per altre malattie in cui il linguaggio è influenzato come l’autismo e la schizofrenia”.

Lo studio ha coinvolto 27 volontari sani. I ricercatori hanno usato una tecnica chiamata DTI in grado di analizzare della struttura del cervello, la sostanza bianca, prima dell’apprendimento di una parola e la Risonanza Magnetica funzionale, per individuare le regioni del cervello più attive durante il compito di apprendimento. Hanno trovato una forte relazione tra la capacità di ricordare le parole e la struttura della fascicolo arcuato, che collega due aree del cervello: l’area di Wernicke, legati alla decodifica uditiva del linguaggio, e l’area di Broca, che coordina i movimenti associati alla parola e l’elaborazione del linguaggio.

Tra i partecipanti che hanno avuto più successo nell’imparare le parole nuove, il Fascicolo arcuato è risultato più mielinizzato cioè il tessuto nervoso aveva una più veloce capacità di conduzione del segnale elettrico. Inoltre l’attività tra le due regioni era più coordinata in questi partecipanti.

Il Dott. Catani conclude: “Ora abbiamo capito che questo è il modo in cui impariamo nuove parole. La nostra preoccupazione è che i bambini avranno meno vocabolario fintanto che la loro interazione sarà via computer, testo ed e-mail piuttosto che utilizzando la loro memoria acustica e sonora. Questa ricerca rafforza la necessità per noi di mantenere la tradizione orale e di parlare sempre ai nostri figli”.

Alcuni Scienziati del Centre for Innovation in Neuroscience and Technology dell’università di Washington (Usa) hanno scoperto come osservare le parole mentre si formano nel cervello umano. Un metodo che potrebbe portare un giorno a grandi avanzamenti nella cura di persone con gravi disabilità, che potrebbero ‘parlare’ attraverso un computer. Il loro studio è pubblicato sulla rivista ‘Journal of Neural Engingeering’. Utilizzando speciali elettrodi, gli esperti si sono concentrati sull’area cerebrale coinvolta nella creazione dei 40 suoni della lingua inglese. Hanno poi scoperto che ognuno di questi suoni ha un suo segnale all’interno della materia grigia, che potrebbe consentire al computer di captare letteralmente ciò che le persone dicono attraverso il potere del loro pensiero. Eric Leuthardt e il suo team sono giunti alla scoperta studiando 64 persone, alle quali è stato chiesto di pronunciare suoni come ‘oo, ah, eh ed ee’: monitorando le zone del cervello dette di Wernicke e di Broca, deputate alla linguaggio, sono riusciti a captare i corrispondenti segnali elettrici. Anche se questo non è abbastanza per leggere intere frasi nella mente di una persona, gli scienziati confidano di poter giungere presto a questo traguardo, approfondendo gli studi.

Da Adnkronos Salute