lunedì 17 marzo 2014

Dimenticare è indispensabile alla nostra plasticità cerebrale!

di Alberto Carrara, LC

Lo stesso giorno in cui a Roma, in occasione della Settimana Mondiale del Cervello promossa dalla DANA Foundation, si svolgeva il convegno “Memoria e Alzheimer, veniva pubblicato un interessantissimo studio scientifico in merito ai processi di memorizzazione e dimenticanza (oblio).

Chi se lo immaginerebbe che il dimenticare sia una caratteristica indispensabile per un sistema neuronale plastico e ben funzionante? Proprio così! Un sistema nervoso plastico richiede, non soltanto la capacità di acquisire ed immagazzinare, ma anche di dimenticare. Lo affermano, sin dall’inizio del loro abstract al lavoro scientifico pubblicato sulla rivista Cell dello scorso 13 marzo 2014, gli autori dello studio intitolato: Forgetting Is Regulated via Musashi-Mediated Translational Control of the Arp2/3 Complex.


L’articolo uscito sul volume 156 (Issue 6, pp. 1153-1166, 13 March 2014, 10.1016/j.cell.2014.01.054) di Cell, è firmato da Nils Hadziselimovic, Vanja Vukojevic, Fabian Peter, Annette Milnik, Matthias Fastenrath, Bank Gabor Fenyves, Petra Hieber, Philippe Demougin, Christian Vogler, Dominique J.-F. de Quervain, Andreas Papassotiropoulos e Attila Stetak.

Così si esprimono gli autori dello studio nel loro abstract:

A plastic nervous system requires the ability not only to acquire and store but also to forget. Here, we report that musashi(msi-1) is necessary for time-dependent memory loss in C. elegans. Tissue-specific rescue demonstrates that MSI-1 function is necessary in the AVA interneuron. Using RNA-binding protein immunoprecipitation (IP), we found that MSI-1 binds to mRNAs of three subunits of the Arp2/3 actin branching regulator complex in vivo and downregulates ARX-1, ARX-2, and ARX-3 translation upon associative learning. The role of msi-1 in forgetting is also reflected by the persistence of learning-induced GLR-1 synaptic size increase in msi-1 mutants. We demonstrate that memory length is regulated cooperatively through the activation of adducin (add-1) and by the inhibitory effect of msi-1. Thus, a GLR-1/MSI-1/Arp2/3 pathway induces forgetting and represents a novel mechanism of memory decay by linking translational control to the structure of the actin cytoskeleton in neurons”.


Queste le note all’immagine grafica proposta per il meccanismo molecolare:

MSI-1 in AVA interneuron induces forgetting
MSI-1 interacts with and regulates the Arp2/3 complex
A GLR-1/MSI-1/Arp2/3 pathway regulates forgetting.

Una sintesi commentata dell’articolo si trova pubblicata su NeuroscienceNews. Il titolo scelto è emblematico e sottolinea il punto nodale di questa ricerca scientifica: “il dimenticare è un processo regolati in modo attivo”, Forgetting Is Actively Regulated. È proprio attraverso la “perdita di memoria” (memory loss), attivamente regolata da un meccanismo molecolare sofisticato, che le informazioni considerate “non necessarie” vengono cancellate in modo che il sistema nervoso mantenga la propria plasticità. Problemi a questo sistema possono concorrere ad ingenerare disordini mentali.

“In order to function properly, the human brain requires the ability not only to store but also to forget. Through memory loss, unnecessary information is deleted and the nervous system retains its plasticity. A disruption of this process can lead to serious mental disorders. Basel scientists have now discovered a molecular mechanism that actively regulates the process of forgetting. The journal Cell has published their results”.
Il sistema molecolare responsabile del processo attivo di “dimenticanza” avviene grazie alla “musashi protein” o “proteina musashi”, una delle componenti strutturali e funzionali delle connessioni sinaptiche (le congiunzioni tra neuroni).
“The human brain is built in such a way, that only necessary information is stored permanently – the rest is forgotten over time. However, so far it was not clear if this process was active or passive. Scientists from the transfaculty research platform Molecular and Cognitive Neurosciences (MCN) at the University of Basel have now found a molecule that actively regulates memory loss. The so-called musashi protein is responsible for the structure and function of the synaptic connections of the brain, the place where information is communicated from one neuron to the next”.
La scoperta di questo sistema attivo di “dimenticanza” necessario al mantenimento di una corretta neuro-plasticità, è avvenuto studiando, attraverso modificazioni genetiche (biotecnologie), Caenorhabditis elegans, il famigerato verme nematodo fasmidario lungo circa 1 millimetro, organismo modello negli studi di biologia dello sviluppo e dell’apoptosi (o morte cellulare programmata).
“Using olfactory conditioning, the researchers Attila Stetak and Nils Hadziselimovic first studied the learning abilities of genetically modified ringworms (C. elegans) that were lacking the musashi protein. The experiments showed that the worms exhibited the same learning skills as unmodified animals. However, with extended duration of the experiment, the scientists discovered that the mutants were able to remember the new information much better. In other words, the genetically modified worms lacking the musashi protein were less forgetful”.
La proteina musashi ha il compito di inibire la sintesi proteica di molecole responsabili della stabilizzazione delle giunzioni sinaptiche che sempre più è riconosciuta essere cruciale nel meccanismo di memoriazzazione e di dimenticanza.
Due sono i sistemi molecolari identificati dallo studio del 13 marzo 2014:
·        La proteina adducina stimola la crescita delle sinapsi e così facendo, contribuisce positivamente al processo di memorizzazione
·        La proteina musashi inibisce attivamente la stabilizzazione delle stesse sinapsi, facilitando così il processo inverso, cioè la perdita di memoria.
Risulta cruciale al processo di memorizzazione il bilanciamento tra queste due proteine.
“Further experiments showed that the protein inhibits the synthesis of molecules responsible for the stabilization of synaptic connections. This stabilization seems to play an important role in the process of learning and forgetting. The researchers identified two parallel mechanisms: On the one hand, the protein adducin stimulates the growth of synapses and therefore also helps to retain memory. On the other hand, the musashi protein actively inhibits the stabilization of these synapses and thus facilitates memory loss. Therefore, it is the balance between these two proteins that is crucial for the retention of memories”.
Ecco che lo stesso processo di “dimenticanza” o oblio, risulta un sistema attivo di regolazione a livello molecolare che, se compromesso, può concorrere all’insorgenza di disordini mentali.
La proteina musashi risulta particolarmente interessante per futuri sviluppi di farmaci che mirino a prevenire perdite di memoria abnormali come si riscontrano, ad esempio, nei pazienti affetti dal morbo di Alzheimer. Quest’argomento è stato estesamente trattato di recente a Roma, in occasione del convegno “Memoria e Alzheimer” svoltosi proprio il 13 marzo 2014 in occasione della Settimana Mondiale del Cervello presso l’Ateneo Regina Apostolorum. 

“Forgetting is thus not a passive but rather an active process and a disruption of this process may result in serious mental disorders. The musashi protein also has interesting implications for the development of drugs trying to prevent abnormal memory loss that occurs in diseases such as Alzheimer’s. Further studies on the therapeutic possibilities of this discovery will be done”.

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