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I processi di apprendimento che emergono dagli studi di una lumaca

Una nuova ricerca ha identificato lo schema di addestramento che meglio si accorda con la dinamica delle proteine implicate nei processi di apprendimento.

Oggetto dello studio, la specie Aplysia californica, un gasteropode molto usato nelle neuroscienze a causa delle grandi dimensioni dei suoi neuroni. La ricerca si è basata su un modello matematico che, se sarà confermato in successivi lavori, permetterà di identificare i periodi in cui il potenziale di apprendimento è al massimo.

Aplysia californica: è il nome scientifico di una piccola chiocciola di mare, molto usata dai neuroscienziati le sue particolari caratteristiche, tra cui le grandi dimensioni dei suoi neuroni: fu proprio studiandola che negli anni sessanta il premio Nobel Eric Kandel scoprì che il processo di apprendimento avviene attraverso la creazione di nuove sinapsi – le connessioni tra i neuroni – o il rafforzamento di quelle già presenti, fondando in pratica le moderne neuroscienze.

 

Ora, una recente ricerca condotta presso l’University of Texas Health Science Center di Houston (UTHealth) si è servita di Aplysia come modello animale per chiarire alcuni meccanismi chiave dei processi di memoria e di apprendimento. Sulla base di studi precedenti che avevano identificato proteine implicate nei meccanismi di memoria, gli studiosi hanno realizzato un modello metamatematico che permette di capire quando la scansione temporale dell’attività di queste proteine è allineata con la migliore esperienza di apprendimento.

Lo schema temporale delle sessioni di apprendimento, infatti, finora si basava su prove ed errori, ma in modo sostanzialmente arbitrario. Se il modello dovesse dimostrarsi efficace negli studi di follow up, potrebbe essere utilizzato per identificare i periodi in cui il potenziale di apprendimento è massimo.

 

“Quando si conduce una sessione di addestramento, si stanno inducendo differenti reazioni chimiche: l’idea è quella di trovare quella che si trova in sincronia con la dinamica del processio biochimici”, ha spiegato John H.  Byrne, autore senior dello studio apparso su “Nature Neuroscience” e direttore del dipartimento di Neurobiologia e Anatomia della UTHealth Medical School.

Nel corso dello studio sono stati considerati due gruppi di chiocciole: il primo è stato sottoposto a sessioni d’apprendimento a intervalli irregolari secondo uno schema previsto dal modello matematico; il secondo ha invece seguito sessioni di addestramento a intervalli di 20 minuti.

Cinque giorni dopo il completamento delle sessioni di apprendimento è stato rilevato un significativo incremento nella memoria nel gruppo addestrato secondo lo schema computerizzato, mentre nel secondo gruppo non è stato riscontrato alcun incremento.

Per confermare il risultato, i ricercatori hanno poi analizzato i neuroni delle chiocciole, rilevando effettivamente una maggiore attività in quelle che avevano ricevuto il programma di addestramento migliorato.

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