Si stima che il 17% della popolazione di età superiore ai 65 anni abbia già un disturbo cognitivo lieve. Sebbene l’età sia il fattore di rischio maggiore, con il morbo di Alzheimer e la demenza senile come cause principali, il declino cognitivo non è limitato a nessuna fascia demografica specifica. Condizioni come lesioni cerebrali, depressione, PTSD, schizofrenia e ictus sono tutte note per essere accompagnate da segni di deterioramento cognitivo. Recenti ricerche sul rapporto tra ippocampo, serotonina e memoria hanno iniziato a fare luce sui motivi di questa situazione e potrebbero fornire un percorso per future terapie.
L’ippocampo, la serotonina e la memoria
Come parte del sistema limbico – le regioni del cervello associate alle emozioni, all’apprendimento, alla memoria e alla motivazione – l’ippocampo è da tempo implicato nella nostra capacità di apprendere e immagazzinare ricordi. Ricerche pubblicate in precedenza hanno dimostrato che le persone con danni alla regione CA1 dell’ippocampo presentano un’estrema compromissione della memoria autobiografica ed episodica e difficoltà nell’apprendimento dei luoghi. Nei pazienti affetti dalla malattia di Alzheimer, l’ippocampo è di solito una delle prime aree cerebrali a mostrare segni di danno.
La serotonina (5-idrossitriptamina o 5-HT) ha una grande influenza sull’ippocampo. Le prove sempre più evidenti suggeriscono che la serotonina può svolgere un ruolo fondamentale nell’apprendimento e nella formazione della memoria. Secondo una precedente ricerca pubblicata su Neuropsychopharmacology, i ricercatori hanno scoperto che l’interruzione della serotonina interferisce con il richiamo della memoria. In uno studio condotto dalla Johns Hopkins University, i ricercatori hanno riscontrato che i soggetti con deterioramento cognitivo avevano meno serotonina e ottenevano risultati inferiori nei test di memoria verbale.
Anche se il legame sembra evidente, l’esatta relazione tra ippocampo, serotonina e memoria non è stata completamente compresa. Le ricerche precedenti non hanno chiarito se gli effetti della serotonina sull’apprendimento e sulla memoria fossero dovuti al ruolo della serotonina stessa in relazione alla memoria o se influenzasse aspetti comportamentali o emotivi che potevano influire sulla memoria. In uno studio pubblicato di recente sulla rivista Neuron, i ricercatori del Columbia University Irving Medical Center (CUIMC) hanno esaminato il ruolo della serotonina nell’ippocampo nella speranza di ottenere maggiori informazioni su questo legame.
La serotonina è necessaria per la formazione della memoria
Per comprendere meglio la funzione della serotonina nell’ippocampo e il suo rapporto con la memoria e l’apprendimento, il team ha utilizzato una tecnica chiamata optogenetica. L’optogenetica utilizza impulsi di luce per stimolare o inibire l’attività neuronale. I ricercatori hanno usato questa tecnica per accendere e spegnere i recettori e studiare le varie vie della serotonina nella regione CA1 dell’ippocampo.
Nel corso dell’esperimento, l’équipe ha scoperto che, con l’aumento dei livelli di serotonina, la comunicazione neuronale all’interno della regione CA1 si rafforzava e, come conseguenza, si registrava un netto miglioramento della memoria spaziale. Al contrario, quando il rilascio di serotonina veniva inibito e i livelli di serotonina si abbassavano, la comunicazione neuronale diminuiva e la memoria spaziale risultava significativamente compromessa. L’équipe ritiene che ciò dimostri che la serotonina non solo aumenta la capacità di apprendimento e la memoria, ma è in realtà un componente necessario per la formazione della memoria stessa.
Nuove conoscenze su serotonina e memoria individuano un recettore cruciale
Dopo aver scoperto questo legame, i ricercatori hanno cercato di determinare esattamente quale classe specifica di recettori della serotonina fosse coinvolta nell’apprendimento e nella memoria. Secondo la ricercatrice del CUIMC Catia Teixeria, Ph.D., “In primo luogo, abbiamo scoperto che quando la serotonina viene rilasciata dalle sue riserve endogene all’interno dell’ippocampo durante l’apprendimento, il ricordo dell’evento appreso viene rafforzato. Abbiamo quindi pensato che, identificando un coinvolgimento dominante per un tipo di recettore della serotonina, avremmo potuto testare trattamenti farmacologici sulle prestazioni della memoria. In effetti, abbiamo scoperto che la modulazione sistemica della funzione del recettore 5-HT4 con i farmaci migliora la formazione della memoria”.
I risultati dell’équipe sul recettore specifico della serotonina 5-HT4 fanno riferimento a ricerche precedenti che hanno identificato l’importanza di questo recettore per la memoria. Uno studio precedente ha dimostrato che i recettori 5-HT4 influenzano l’apprendimento spaziale e la memorizzazione nei ratti, mentre in un altro studio i livelli dei recettori 5-HT4 sono stati precisi predittori delle prestazioni nei test di memoria nei partecipanti umani.
I farmaci per il potenziamento del cervello potrebbero un giorno diventare realtà
Questa scoperta rivoluzionaria potrebbe aprire la strada a future soluzioni farmacologiche che potrebbero potenziare la memoria, migliorare i deficit di apprendimento e aiutare a combattere gli effetti del declino cognitivo che accompagnano l’età, il morbo di Alzheimer, la depressione e la schizofrenia. Secondo l’autore senior dello studio, Mark Ansorge, Ph.D., “I nostri dati rivelano la potente influenza modulatoria della serotonina sulla funzione dell’ippocampo e sulla formazione della memoria e supportano il razionale di puntare ai recettori 5-HT4 per la farmacoterapia del deterioramento”.