Nella capacità del cervello di acquisire e di memorizzare informazioni, oltre ai neuroni ha un ruolo determinante la sua “cartilagine”, formata da agglomerati di molecole chiamate condroitin solfati, localizzati nella matrice extracellulare al di fuori delle cellule nervose.
«Le abilità sensoriali e la capacità di comprendere l’ambiente che ci circonda dipendono dall’attività del cervello, che ci permette di percepire ed elaborare gli stimoli che provengono dal mondo esterno. Attraverso il nostro cervello siamo in grado di acquisire e memorizzare nuove informazioni, e di ricordare quelle già acquisite. Questo fenomeno affascinante è reso possibile dalla capacità del cervello di modificare continuamente la struttura e l’efficacia delle connessioni neuronali (sinapsi) in risposta agli stimoli esterni. Capacità che prende il nome di plasticità sinaptica. Capire come avvengono le modificazioni sinaptiche e come esse contribuiscano all’apprendimento e alla memoria è una delle grandi sfide delle neuroscienze» commentano Yuri Bozzi, professore dell’Università di Trento e co-senior author dello studio, e Gabriele Chelini, primo autore.
Yuri Bozzi e Gabriele Chelini in laboratorio, al microscopio. © UniTrento/Tommaso Pecchia
A descrivere un nuovo meccanismo di plasticità cerebrale, ovvero il modo in cui le connessioni nervose si modificano in risposta agli stimoli esterni, è lo studio “Focal clusters of peri-synaptic matrix contribute to activity-dependent plasticity and memory in mice” pubblicato sulla rivista internazionale Cell Reports. Il lavoro nasce dalla collaborazione tra l’Università di Trento, di Harvard e di Magdeburgo.
Un esempio di agglomerati CS-6 (in viola) circondati da cellule gliali (in giallo), come si osservano in una sezione di cervello. © Gabriele Chelini e Sabina Berretta, McLean Hospital e Harvard Medical School, Boston
Un passo avanti nella comprensione dei disturbi psichiatrici
«Sapendo da studi precedenti che questi agglomerati sono ridotti in persone con diagnosi psichiatriche, possiamo dire di aver fatto un piccolo passo nella comprensione di questi disturbi. Possiamo inoltre ipotizzare che in alcune condizioni venga meno l’organizzazione spaziale delle connessioni tra neuroni e immaginare approcci terapeutici che ristabiliscano armonia nella connettività cerebrale» affermano gli studiosi.
Al centro della ricerca ci sono i condroitin solfati, molecole ben note per il loro ruolo nelle articolazioni, ma che svolgono anche una funzione cruciale nella plasticità cerebrale, essendo parte integrande della matrice extracellulare del cervello.
«Dapprima siamo andati ad esplorare in dettaglio queste strutture, visualizzandole ad altissima risoluzione. Abbiamo scoperto che non sono altro che gruppi di sinapsi ricoperte di CS-6 e organizzati in una forma geometrica ben riconoscibile. Abbiamo quindi evidenziato una nuova tipologia di organizzazione sinaptica» raccontano gli studiosi.
Lo studio offre, quindi, un contributo di rilievo. «Questo lavoro apre la strada a un nuovo modo di concepire il funzionamento del cervello».
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