I neuroni imitano i muscoli in un segnale molecolare che migliora la memoria

Gli scienziati e i pensatori che nel tempo hanno paragonato il cervello a un muscolo che va allenato non sono poi andati così lontano dal vero. In base a una ricerca pubblicata su Cell, le cellule celebrali potrebbero condividere con quelle dei muscoli una struttura interna alla cellula che facilita la trasmissione dei segnali. E che, se ai muscoli serve per contrarsi, ai neuroni è utile per favorire il passaggio di impulsi su lunghe distanze, con un tipo di comunicazione che consolida l'apprendimento e  la memoria.

Dentro la cellula

La scintilla iniziale che ha aperto la strada alla scoperta è avvenuta quando un gruppo di scienziati del Janelia Research Campus, un ente di neuroscienze dell' Howard Hughes Medical Institute Virginia, ha studiato con strumenti ad alta risoluzione  le molecole presenti sulla superficie del retinolo endoplasmatico dei neuroni mammiferi. Il retinolo endoplasmatico è una rete di membrane un labirinto di pieghe, anse e sacche appiattate chiamate cisterne, che si estende nel citoplasma cellulare, il volume contenuto all' interno della cellula. 

Una certa somiglianza 

All' interno del retino endoplasmatico, il team ha notato una struttura subcellulare osservata prima di allora solo nelle cellule dei muscoli: una sorta di schema ripetuto a forma di scala visibile nel retinolo endoplasmatico dei dendriti, le strutture a forma di ramo che trasportano i segnali nervosi fino al corpo centrale dei neuroni. La medesima struttura è stata osservata grazie alla microscopia elettronica 3, nei neuroni del cervello di una mosca. 

Contrazione per muscoli e trasmissione per neuroni 

Poiché nel campo della fisiologia cellulare, la struttura è funzionale come puntualizza Jennifer Lippincott-Schwartz, autrice dello studio, gli scienziati hanno studiato la stessa struttura subcellulare nelle cellule di tessuto muscolare  dove questa specie di schema molecolare si dispone sui punti di contatto tra il retinolo endoplasmatico e la membrana esterna della cellula. In questa posizione, questa sorta di rete di molecole controlla il rilascio di ioni di calcio nei cicli di contatto tra cellule muscolari, di fatto permettendo la contrazione muscolare.  

Nei neuroni la trasmissione di segnali di calcio serve per comunicare: gli scienziati sospettano che la struttura subcellulare scoperta lungo i dendriti agisca, nei "punti di contatto", come una rete di ripetitori di segnali, che aiutano a ricevere il segnale nervoso, ad amplificarlo localmente propagarlo su lunghe distanze. Un processo che può spiegare in che modo i segnali cellulari viaggiano su lunghe distanze e vengono elaborati dal cervello. 

Se il messaggio si inceppa 

I risultati aiutano a comprendere meglio i meccanismi con i quali si rafforzano le connessioni tra neuroni, fornendo la base per stratificare l' apprendimento e costruire ricordi. Malfunzionamenti di questo processo potrebbero contribuire a malattie che compromettono la memoria, come l' Alzheimer.