Un nou estudi de l’Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT), als Estats Units, conclou que la malaltia d’Alzheimer pertorba almenys una forma de memòria visual en degradar un circuit identificat recentment que connecta els centres de processament de la visió de cada hemisferi cerebral.
Els resultats de l’estudi, publicat a la revista ‘Neuron’ per un equip de recerca amb seu a l’Institut Picower per a l’Aprenentatge i la Memòria, provenen d’experiments en ratolins, però proporcionen una base fisiològica i mecanicista per a observacions prèvies en pacients humans: el grau de disminució de la sincronia del ritme cerebral entre regions homòlogues a cada hemisferi es correlaciona amb la gravetat clínica de la demència.
“Demostrem que hi ha un circuit funcional que pot explicar aquest fenomen -afirma l’autor principal, Chinnakkaruppan Adaikkan, antic postdoctorat de l’Institut Picower que ara és professor adjunt al Centre de Recerca Cerebral de l’Institut Indi de Ciències (IISc)–. manera, vam descobrir una biologia fonamental que no es coneixia abans”.
En concret, el treball d’Adaikkan va identificar les neurones que connecten el còrtex visual primari (V1) de cada hemisferi i va demostrar que quan les cèl·lules s’interrompen, ja sigui per alteracions genètiques que modelen la malaltia d’Alzheimer o per pertorbacions directes al laboratori, la sincronia del ritme cerebral es redueix i els ratolins es tornen significativament menys capaços de notar quan apareix un nou patró en una paret dels recintes.
Aquest reconeixement de la novetat, que requereix la memòria visual del que hi havia el dia anterior, és una capacitat comunament alterada a l’Alzheimer.
“Aquest estudi demostra la propagació de la sincronia del ritme gamma a través dels hemisferis cerebrals mitjançant la connectivitat hemisfèrica creuada -destaca l’autor principal de l’estudi, Li-Huei Tsai, catedràtic de Picower i director de l’Institut Picower i de la Iniciativa sobre l’Envelliment del Cervell del MIT–. També demostra que l’alteració d’aquest circuit en models de ratolí amb EA s’associa a dèficits conductuals específics”.
A l’estudi, Adaikkan, Tsai, Thomas McHugh i els seus coautors van descobrir i rastrejar les neurones de V1 que estenien els seus axons per tot el cos callós, que connecta els hemisferis cerebrals, fins a les cèl·lules de V1 de l’altra banda del cervell.
Allí, van descobrir que les neurones transhemisfèriques (CH) forjaven connexions, o sinapsis, amb les cèl·lules objectiu, proporcionant-los una estimulació “excitatòria” per impulsar la seva activitat.
Adaikkan també va descobrir que les neurones CH eren molt més propenses a activar-se en una tasca de discriminació de novetats que les neurones V1 en general o les neurones d’altres regions molt implicades a la memòria, com l’hipocamp o el còrtex prefrontal.
Amb la curiositat de saber com podria diferir això a la malaltia d’Alzheimer, l’equip va observar l’activitat de les cèl·lules en dos models diferents de ratolí amb Alzheimer.
Van descobrir que l’activitat de les cèl·lules CH disminuïa significativament al mig de la malaltia. No és estrany que els ratolins amb Alzheimer obtinguessin pitjors resultats en les tasques de discriminació de novetats.
L’equip va examinar de prop les cèl·lules CH i va descobrir que recullen l’entrada d’altres cèl·lules dins del V1 i altres regions del seu hemisferi que processen la informació visual.
Quan van comparar les connexions entrants de les neurones CH sanes amb les de les cèl·lules CH afectades per l’Alzheimer, van descobrir que les cèl·lules de la malaltia tenien una infraestructura significativament menor per albergar les connexions entrants (mesura en termes d’espines que allotgen sinapsi i que sobresurten de les dendrites en forma de vinya que surten del cos cel·lular).
Donades les observacions que correlacionen la reducció de la sincronia del ritme cerebral i el rendiment de la memòria en la malaltia d’Alzheimer, l’equip es va preguntar si això també passava als ratolins.
Per esbrinar-ho, van dissenyar elèctrodes a mida per mesurar l’activitat rítmica simultàniament a totes les capes corticals de cada hemisferi V1.
Van observar que la sincronia transhemisfèrica augmentava notablement entre els V1 quan els ratolins feien la discriminació de novetats, però que la sincronia, tant en els ritmes d’alta freqüència gamma com en els de baixa freqüència theta, era significativament menor en els ratolins amb Alzheimer que en els sans.
En aquell moment, les proves d’Adaikkan eren sòlides, però només suggestives, que les neurones CH proporcionaven els mitjans pels quals les regions V1 de cada costat del cervell podien coordinar-se per permetre la discriminació de la novetat, i que aquesta capacitat es va veure soscavada per la degradació de la connectivitat de les cèl·lules CH per l’Alzheimer.
Per determinar de manera més directa si el circuit de les CH exercia aquest paper causal i conseqüent, l’equip va intervenir directament per interrompre-les, provant quin efecte tenien les pertorbacions dirigides.
Van descobrir que la inhibició química de les cèl·lules CH interrompia la sincronia del ritme entre les V1, cosa que reflectia les mesures realitzades en ratolins model d’Alzheimer.
A més, la interrupció de l’activitat de les cèl·lules CH soscavava la capacitat de discriminació de novetats.
Per comprovar si la naturalesa transhemisfèrica de les cèl·lules era el que importava específicament, van dissenyar les cèl·lules CH perquè es poguessin controlar amb centelleigs de llum (una tecnologia anomenada optogenètica).
Quan van fer brillar la llum sobre les connexions que van forjar a l’altre hemisferi per inhibir-les, van descobrir que en fer-ho es comprometia novament la capacitat de discriminació visual.
En conjunt, els resultats de l’estudi demostren que les cèl·lules CH de V1 es connecten amb les neurones de la zona homòloga de l’hemisferi oposat per sincronitzar l’activitat neuronal necessària per reconèixer correctament la novetat, però que la malaltia d’Alzheimer danya la capacitat per fer aquest treball.
Adaikkan apunta que té curiositat per observar ara altres possibles connexions transhemisfèriques i com es poden veure afectades també en la malaltia d’Alzheimer. També vol estudiar el que passa amb la sincronia en altres freqüències rítmiques.
El Alzheimer afecta a la memoria visual, según un estudio (cronicabalear.es)
