Il midollo spinale ha una memoria indipendente dal cervello

Individuati i circuiti nervosi che permettono al midollo spinale di avere una memoria propria, indipendente dal cervello, per apprendere abilità motorie in risposta a stimoli esterni. La scoperta è stata fatta sui topi dai ricercatori del Riken Center for Brain Science in Giappone: i risultati dello studio, pubblicati su Science, potrebbero aprire nuovi scenari terapeutici per accelerare il recupero motorio nei pazienti con una lesione del midollo spinale.

Che il collegamento con il cervello non fosse sempre necessario per un certo tipo di apprendimento motorio lo si era già capito attraverso dei particolari esperimenti condotti su insetti decapitati, le cui zampe potevano essere addestrate a muoversi per evitare certi stimoli esterni. Nessuno, però, era ancora riuscito a capire quali neuroni fossero coinvolti in questo enigmatico processo di memorizzazione e recupero del ricordo.

I ricercatori giapponesi guidati da Aya Takeoka hanno condotto un esperimento sui topi di laboratorio in cui era stata interrotta la comunicazione tra midollo spinale e cervello. Appesi a una imbragatura, i roditori hanno ricevuto una debole scossa elettrica ogni volta che le loro zampe a penzoloni tendevano a distendersi. Dopo appena 10 minuti, il loro midollo spinale aveva già imparato autonomamente a ritirare le zampe per evitare il fastidioso stimolo elettrico. Il giorno successivo il test è stato ripetuto e così si è visto che i topi tendevano ancora a ritirare le zampe, poiché avevano memorizzato l'esperienza del giorno precedente.

Per capire quali fossero i circuiti nervosi coinvolti, i ricercatori hanno ripetuto l'esperimento su sei tipologie di topi transgenici, ciascuna delle quali aveva disattivato un particolare sottogruppo di neuroni spinali. In questo modo si è scoperto che lo spegnimento dei neuroni che esprimono il gene Ptf1a nella parte dorsale del midollo spinale impedisce al topo di apprendere il movimento di ritiro delle zampe per evitare la scossa elettrica. Il silenziamento dei neuroni che si trovano nella parte ventrale del midollo spinale e che esprimono il gene En1, invece, impedisce al topo di recuperare il ricordo di quanto appreso; al contrario la stimolazione di questi neuroni aumenta dell'80% la velocità con cui i topi ritraggono le zampe.

“Questi risultati non solo mettono in discussione l’idea comune secondo cui l’apprendimento motorio e la memoria sono confinati esclusivamente ai circuiti cerebrali - afferma Takeoka - ma dimostrano che possiamo manipolare il richiamo dei ricordi motori del midollo spinale, il che ha implicazioni per le terapie progettate per migliorare il recupero dopo una lesione spinale".