Come si forma la memoria
Qual è il substrato biologico che sovrintende al formarsi della memoria a breve termine e poi al suo consolidarsi nella memoria a lungo termine? Innanzi tutto, la consapevolezza che la memoria abbia un preciso substrato organico nel cervello risale agli studi pionieristici di Muller e Pilzecker, più di un secolo fa, che per primi proposero l’ipotesi del consolidamento della memoria, sulla base dell’osservazione clinica che il trauma cranico induce perdita della memoria a breve termine. Esperimenti condotti su invertebrati, negli anni ‘70 e ‘80, mostrarono chiaramente che il formarsi della memoria a breve termine dipende dalla fosforilazione transiente di alcuni enzimi sinaptici. Il consolidamento della memoria, invece, sembra essere mediato dalla sintesi di nuove proteine. L’espressione genica divenne, quindi, l’elemento distintivo del consolidamento della memoria a lungo termine. Molecole in grado di inibire la sintesi proteica sono infatti in grado di bloccare il consolidamento della memoria quando somministrate durante, o pochi minuti dopo, l’evento, ma sono del tutto incapaci di modificare un ricordo già immagazzinato. Ciò portò all’idea, condivisa sino a pochi anni fa, che la memoria a lungo termine non è mantenuta dalla persistente azione di molecole segnale, ma piuttosto dalla morfologia di nuove sinapsi rimodellate dalla sintesi proteica. Siccome le nuove sinapsi condividono con le sinapsi formate durante lo sviluppo le stesse molecole segnale e gli stessi trasmettitori, questo spiega perché (apparentemente) la memoria a lungo termine non può esser cancellata. Tuttavia, più recentemente è stato identificata una proteina la cui azione enzimatica persistente è legata alla memoria a lungo termine. Questa proteina è un isoforma della Protein Chinasi C, chiamata Protein Chinasi M-zeta (PKM-Z), espressa solo a livello neuronale.
L’attività di PKM-Z permette, sorprendentemente, di riconciliare alcune osservazioni già note da oltre mezzo secolo. In particolare, era noto che il consolidamento di ricordi associati con componenti emotive intense (l’esempio delle torri gemelle) può venir bloccato se si bloccano i neurotransmettitori coinvolti nella stimolazione emotiva, per esempio noradrenalina, adrenalina e corticosteroidi. È noto, per esempio, che, in modelli animali, la somministrazione di propanololo, un beta-bloccante, impedisce il consolidamento di un ricordo emozionale, quando somministrato durante l’evento. Di grande interesse e potenziale impatto, invece, è l’osservazione che esiste un fenomeno, chiamato riconsolidamento, che avviene quando un ricordo, conservato nella memoria a lungo termine, viene richiamato. Se si somministra propanololo durante il riconsolidamento, la memoria di quell’evento viene cancellata!
Propanololo
Questo fenomeno, noto solo empiricamente, trova ora una base meccanicistica e molecolare sulla base dell’azione della PKM-Z. È come se il riconsolidamento bloccasse la re-sintesi di PKM-Z. Quando si richiama un ricordo conservato nella memoria a lungo termine, in specifiche sinapsi PKM-Z è distrutto e necessita di esser ri-sintetizzato. La somministrazione di inibitori della sintesi proteica di PKM-Z bloccano la re-sintesi e impediscono il riconsolidamento. Non sappiamo ancora se il propanololo funzioni (anche) bloccando la sintesi di PKM-Z, ma è un’ipotesi intrigante.
