Leggere nella mente dei topi

Gli studiosi possono prevedere dove un topo si sposterà basandosi sull' attività dei neuroni dell' ippocampo.

Le "Place cells" (cellule spaziali) si attivano nell'ippocampo quando si trovano in una certa posizione, questa scoperta è stata fatta da John O'Keefe, May-Britt Moser e Edvard Moser.

Basandosi sull'attività delle cellule spaziali, gli scienziati possono determinare dove un ratto si trova. I neuroscienziati sono ora abili a definire dove un topo si dirigerà, dalle osservazioni dell'attività neuronale in un compito che testa la memomoria.

Ci sono i risultati di uno studio pubblicato sul Neuron portato a termine dal gruppo di Jozsef Csicsvari presso l'Institute of Science and Technology Austria (IST Austria).
Gli scienziati possono dedurre la localizzazione del topo basandosi sulle place cell, che si trovano nella regione cerebrale chiamata ippocampo, una trasmissione di segnali. Tuttavia, qualchevolta la cellula spaziale che si attiva, non corrisponde con l'attuale localizzazione del topo. "Questo ci dà un'idea su cosa l'animale sta pensando sullo spazio circostante" ha spiegato Jozsef Csicsvari. "Noi abbiamo usato questo fattore per capire come i ratti pensano durante i compiti che testano la memoria spaziale".

Negli esperimenti, i topi sono passati attraverso un labirinto con otto braccia. Tre braccia contenevano delle ricompense. I topi hanno rivisitato di nuovo il labirinto così che hanno formato il ricordo di dove le rimcompense erano state nascoste. Questo compito coinvolge differenti forme di memoria spaziale: di riconoscimento e memoria di lavoro. La memoria di riconoscimento è quella memoria che consente a un topo di ricordare in quali braccia del labirimto c'è la ricompensa e quelle che non la contengono. La memoria di lavoro è quella memoria che mantiene tracce delle braccia in cui il topo non è ancora stato e quelle che ha già visitato già una volta, così che il topo non fa dei viaggi a vuoto.

I ricercatori possono testare la memoria di lavoro modificando l'esperimento così che solo le braccia che contengono la ricompensa sono aperte o anche la meomoria di riconoscimento bloccando le braccia che sono state già visitate.

I ricercatori poi si si sono domandati: come far attivare le cellule spaziali quando i topi percorrono un labirinto e come differisce l'attivazione tra i compiti della memoria di riconoscimento e quella di lavoro? Al centro del labirinto, prima che il topo entra nel prossimo braccio, la sequenza di cellule spaziali che si attivano corrispndono ciascuna alla strada percorsa dal topo nell'ultimo braccio visitato o al braccio che vuole percorrere successivamente. Nei compiti che testano la memoria di lavoro, la sequenza corrispondente è quella del prossimo braccio del labirinto il topo visiterà, offrendo così ai ricercatori un'opportunità per osservare gli immediati piani del topo.

"L'animale sta pensando a un posto diverso rispetto a quello in cui si trova. Infatti, possiamo prevedere in quale brasccio andrà il topo" ha spiegato Csicsvari.
Non solo i ricercatori possono predire dove il topo andrà in seguito, conoscono anche quando il ratto farà un errore. "Quando il topo compie un errore, riproduce un percorso casuale. Basandosi sulle cellule spaziali, possiamo prevedere che il topo farà un errore prima di compierolo". Tuttavia, la previsione fallisce nei compiti della memoria di lavoro. Nei compiti che testano solo la memoria di lavoro, il fattore di attivazione replica l'ultimo braccio del labirinto visitato dall'animale.

I ricercatori ipotizzano l'utilizzo da parte del cervello di differenti strategie per trovare una soluzione nei compiti di riconoscimento e della memoria di lavoro. "Con la memoria di riconoscimento, il cervello davvero viaggia e ricorda che 'questo è un luogo dove io sono stato'. Questo è compito dell'ippocampo, il quale è importante nei compiti spaziali. La memoria di lavoro è maggiormente astratta, ogni luogo è un punto sulla lista dell'animale da visitare. "L'ippocampo probabilmente segnala alla corteccia prefrontale dove si trovava il topo e la corteccia prefrontale mantiene la traccia di questi punti" ha spiegato in sintesi Csicsvari. 

Tratto da Science Daily

(Traduzione ed adattamento a cura della Dottoressa Giulia Inglese)

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