LA MEMORIA

Summary diagram of the acquisition and storage of declarative

versus procedural information.

Principali regioni encefaliche con funzione regolatrice

BASI MOLECOLARI

DEI PROCESSI DI MEMORIZZAZIONE

E DELLA MEMORIA

Fenomeni apparentemente opposti

“di apprendimento” (abituazione e

sensibilizzazione) possono essere

rilevati, nei tessuti eccitabili, dopo

stimoli reiterati.

Se di breve durata (qualche decina

di secondi o pochi minuti), essi

possono avvenire anche all’interno

di un circuito monosinaptico, per

inattivazione di tappe essenziali

delle sinapsi o per squilibrio

temporaneo dell’ambiente ionico.

In sistemi più complessi intervengono invece afferenze da parte di

interneuroni “terzi”, che modificano la stimolabilità del bottone

presinaptico o dei recettori postsinaptici.

Effetti di maggiore durata (ore)

avvengono invece a seguito

dell’ingresso nel bottone

presinaptico (ad opera della

stimolazione reiterata) di “ioni

modificatori” oppure per la

formazione di “secondi

messaggeri” in grado di

modificare l’attività di alcuni

enzimi o delle proteine recettoriali

deputate all’interazione con i

neurotrasmettitori. Uno dei

principali ioni modificatori è lo

ione calcio (Ca2+), mentre uno dei

principali secondi messaggeri è

l’adenosinmonofosfato-3’-5’ciclico

(cAMP), che attiva enzimi (le

“protein-chinasi”) che aggiungono

gruppi fosfato ad alcuni

aminoacidi delle sequenze

proteiche.

Tra i substrati delle proteinchinasi attivate dal

cAMP vi è anche la proteina nucleare CREB

(proteina che si lega ad un elemento genico

responsivo al cAMP) che, previa interazione

con lo stesso cAMP, interagisce con il DNA,

facendo sì che siano espressi geni che

codificano per altri enzimi modificatori di

proteine e che vi sia la biosintesi di nuove

sinapsi e/o nuove vie nervose. I processi di

fosforilazione o defosforilazione della proteina

CREB possono essere anche regolati dagli ioni

Ca++, con effetti però diversi, spesso opposti, a

seconda della loro concentrazione.

Analoghi processi elementari si sono

dimostrati in grado di “spiegare” effetti

di “memoria” nei circuiti nervosi

dell’ippocampo degli animali superiori.

Modificando la frequenza di

reiterazione degli stimoli, si può

passare dal “potenziamento” alla

“depressione” della risposta. Nel

caso dell’ippocampo, questo

“capovolgimento” appare essere

dovuto semplicemente a una

diversa entità dell’influsso di ioni

calcio.

A differenza di ciò che avviene nei

circuiti neuronali dell’ippocampo,

ove prevale il “potenziamento a

lungo termine” della risposta a

stimoli reiterati, nel cervelletto

prevale generalmente una

“depressione a lungo termine” della

risposta

Anche nei circuiti cerebellari si possono tuttavia evidenziare fenomeni di potenziamento.

NEUROTROFINE E NEO-NEUROGENESI Le neurotrofine (NGF, BDNF,

NT3, NT4: peptidi prodotti e

secreti da vari neuroni)

possono, interagendo con

specifici recettori presenti sulle

membrane plasmatiche

neuronali, stimolare la

biogenesi di dendriti e di

nuove sinapsi e assicurare la

sopravvivenza dei neuroni. Nel

giro dentato dell’ippocampo è

stata addirittura evidenziata la

formazione di nuovi neuroni a

partire da cellule staminali. Si

possono avere però effetti

opposti (apoptosi) se, a

seguito di stimoli impropri, vi è

interazione tra i recettori ed i

precursori (pro-neurotrofine)

delle neurotrofine mature. Ciò

si riflette, ovviamente, sulla

memoria.

Nella Drosophila sono stati caratterizzati vari geni

coinvolti nei processi di “memoria”. Questi geni

son presenti, con strutture analoghe o addirittura

identiche, anche negli animali superiori, uomo

compreso.

La maggior parte di questi

geni codificano per la

biosintesi di proteine

coinvolte in tappe

elementari dei processi di

memorizzazione.