“Chissà se i ricordi sono qualcosa
che hai perduto o qualcosa che
hai trovato…”
Woody Allen - Un’altra donna, 1988
Jorge Luis Borges
Pico della Mirandola
Aleksandr Luria
Memoria dichiarativa (esplicita)
memoria di fatti o eventi
!
Memoria non dichiarativa (implicita)
condizionamento classico; memoria procedurale
Memoria a lungo termine
ricordi che persistono nel tempo
!
Memoria a breve termine
ricordi che svaniscono rapidamente nel tempo
Memoria a lungo termine
ricordi che persistono nel tempo
!
Memoria a breve termine
ricordi che svaniscono rapidamente nel tempo
Memoria di lavoro
magazzino limitato (7±2 cifre) legato alla modalità
sensoriale
L’amnesia
Eziogenesi varia (commozioni cerebrali, tumori
cerebrali, ictus, encefaliti, alcolismo cronico)
Solitamente non è associata ad altri deficit cognitivi
(amnesia dissociata)
Molto raramente si riscontrano amnesie “assolute”
L’amnesia
Amnesia retrograda (perdita di memoria per
eventi passati ma preservata la capacità di formare
nuovi ricordi)
Amnesia anterograda (perdita di capacità nel formare nuovi ricordi ma
preservata la memoria per eventi passati)
Amnesia globale transiente (breve intensità che include sintomi sia retrogradi che
anterogradi)
Karl Lashley sostenne che tutte le aree corticali
partecipassero allo stesso modo nell’immagazzinamento
dell’engramma
Addestramento di ratti per trovare cibo in un labirinto
!
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!
Osservazione di ratti sani e di ratti sui quali erano prodotte
diverse lesioni prima e dopo l’apprendimento
Le lesioni operate interessavano
ampie aree di corteccia
!
!
Il peggioramento nel ricordo
è dato dalla grandezza della
lesione e non dalla sua
localizzazione
!
ma le lesioni operate erano
eccessivamente grandi, inoltre,
i ratti potevano risolvere il labirinto
in diversi modi
Donald Hebb sostenne che le informazioni
vengono ritenute in memoria attraverso
rappresentazioni interne tramite assemblamenti
cellulari
!
Le cellule degli assemblamenti
sono interconnesse
Se l’attivazione permane il ricordo
diventa progressivamente più
solido (“processo di crescita”)
!
I punti di Hebb sono
1) l’engramma è ampiamente distribuito
2) coinvolge neuroni funzionalmente diversi
Stimolo esterno
Attivazione
Rafforzamento
Riverbero
Attivazione parziale
Engramma
Circolo
Lobi temporali e memoria dichiarativa
Effetti della lobotomia temporale (scimmie studiate da Kluver
e Bucy non riescono a riconoscere gli oggetti – “cecità
psichica”)
!
il caso H.M.
forti crisi epilettiche dall’età di 9 anni, operato all’età di 27
anni con asportazione bilaterale di 8 cm dei lobi temporali.
operaio addetto alla catena di montaggio, non era più in grado
di lavorare e di condurre una vita normale. !
Gli accessi epilettici furono drasticamente ridotti per
rimozione della porzione distale del lobo temporale.
!
!
ok
conservava i ricordi relativi agli
eventi della sua vita prima
dell’intervento.
!
era in grado di apprendere
normalmente nuove abilità motorie.
!
!
ko
gravissimo deficit della memoria !
perdita totale della capacità di
trasferire le informazioni apprese
dalla memoria a breve termine alla
memoria a lungo termine.
!
Quando H.M. apprendeva nuove
informazioni era incapace di
ricordarle per più di un minuto. !
H.M. non era in grado di
riconoscere le persone che
incontrava, anche se aveva la
possibilità di vederle parecchie volte
di seguito. 5 pazienti amnesici, compreso H.M.:
leggere una sequenza di 5 numeri e di
ripeterla in senso inverso.
Se la ripetizione era corretta alla
sequenza successiva veniva aggiunto
un numero.
I pazienti amnesici inizialmente
riuscivano a ripetere la sequenza, ma
avevano bisogno di un numero
elevatissimo di prove per imparare
successioni più lunghe di numeri.
Nessun paziente amnesico riusciva a
ricordare più di 12 numeri dopo 25
repliche della prova.
H. M. faceva evidenti progressi nell’esecuzione di compiti che comportavano
l’apprendimento di movimenti fini. imparare a tracciare con la punta di una matita una linea tra due sagome a
forma di stella, avendo la possibilità di vedere la mano attraverso uno
specchio. Le sue prestazioni miglioravano nettamente ad ogni nuova esecuzione del
test, sebbene egli fosse convinto che non aveva mai eseguito quel test.
lobi temporali e l’elaborazione della memoria
Nella zona mediale del lobo temporale troviamo strutture molto
importanti per consolidare la memoria dichiarativa:
!
L’ippocampo Corteccia entorinale
Corteccia peririnale
Corteccia paraippocampale
Corteccia rinale
I lobi temporali e l’elaborazione della memoria
Al lobo temporale mediale arrivano importanti afferenze dalle aree
associative e raccolgono informazioni molto elaborate dal punto di
vista sensoriale
!
!
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Le informazioni raggiungono la corteccia paraippocampale e rinale,
raggiungono l’ippocampo e attraverso il fornice raggiungono
talamo e ipotalamo
Modello animale di amnesia umana
Lesioni a livello del lobo temporale mediale comportano gravi
amnesie anterograde
Studi su macaca seguendo il paradigma RNAC (compito ritardato
non appaiato al campione)
Il tipo di memoria osservata è
denominata memoria di
riconoscimento. Nel compito i
soggetti normali imparano
rapidamente anche quando il ritardo
arriva fino a 10 minuti
In soggetti con lesione bilaterale la
prestazione è buona
con brevi ritardi ma peggiora
visibilmente all’aumentare
del ritardo
Il diencefalo e l’elaborazione della memoria
Un’altra struttura che se lesionata da origine a profonde amnesie è
il diencefalo
!
Le regioni implicate sono:
Nucleo anteriore (talamo)
Nucleo dorsomediale (talamo)
Corpi mammillari
corpi mammillari nucleo anteriore
giro del cingolo (Circuito di Papez)
amigdala
neocorteccia
nucleo dorsomediale
Il diencefalo e l’elaborazione della memoria
Lesioni talamiche provocano deficit in compiti ritardanti, lesioni bilaterali
anteriori e dorsomediali hanno impatto più lieve
!
Il caso di N.A. (lesione dorsomediale): anche in questo caso amnesia anterograda
severa e retrograda (ca 2 anni)
Questi effetti sono simili a quelli da lesioni temporali. È possibile sostenere che
tanto le aree temporali che le strutture diencefaliche facciano parte di un
sistema per il consolidamento mnestico
!
Sindrome di Korsakoff: dovuta ad alcolismo cronico caratterizzata da
confusione, confabulazione e deterioramento della memoria. Il danno strutturale
interessa il talamo dorsomediale e i corpi mammillari
Amnesia anterograda e retrograda (questa più grave che in H.M. e N.A.)
Il ruolo dell’ippocampo
Anche questa struttura è implicata nella memoria dichiarativa
Registrazioni dell’attività cellulare indicano che le cellule dell’ippocampo
scaricano maggiormente quando sono presentati stimoli familiari
Lesioni ippocampali nel ratto
Test con labirinto a bracci radiali
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La memoria di lavoro guida il ratto nell’esplorazione del labirinto
Soggetti lesionati ripercorrono più volte lo stesso braccio
allungando notevolmente il tempo dedicato all’esplorazione
Lesioni ippocampali nel ratto
Variante del test con cibo solo in alcuni bracci
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Soggetti lesionati imparano ad evitare i bracci senza cibo ma
ripercorrono più volte quelli che presentano cibo
Memoria spaziale e cellule di luogo
Nei ratti l’ippocampo è particolarmente importante relativamente
alla memoria spaziale
Test della vasca di Morris
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I soggetti con lesioni bilaterali all’ippocampo non imparano a
trovare velocemente la piattaforma
Memoria spaziale e cellule di luogo
Neuroni dell’ippocampo rispondono selettivamente quando il ratto si
trova in determinate zone dell’ambiente. Queste sono dette cellule di
luogo
Queste cellule rispondono sia al luogo che alle caratteristiche visive
dell’ambiente
Memoria spaziale e cellule di luogo
Neuroni dell’ippocampo rispondono selettivamente quando il ratto si
trova in determinate zone dell’ambiente. Queste sono dette cellule di
luogo
Queste cellule rispondono sia al luogo che alle caratteristiche visive
dell’ambiente
Lo striato e la memoria procedurale
Il nucleo caudato, globo pallido e il putamen formano il
corpo striato
Negli esempi precedenti la capacità di apprendere nuove abitudini
era preservata. Esistono lesioni che peggiorino le prestazioni nella
memoria procedurale?
Variante del test a bracci radiali
In questo caso il ratto deve formare
un’associazione tra luce e cibo
La lesione allo striato impedisce
il formarsi di questa associazione
ma i ratti risolvono il compito standard
Lo striato e la memoria procedurale
L’attività dei neuroni dello striato riflette l’acquisizione di nuove
abitudini
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L’attività è maggiore al momento della svolta durante le prime
prove e diminuisce col progredire delle prove
Abitudini in primati umani e non umani
Se una scimmia è lesionata nello striato fallisce nel compito RNAC
ma in quanto non apprende a cercare il cibo sotto gli oggetti
presentati
Sindrome di Huntington: difficoltà nell’associare una risposta
motoria ad uno stimolo
Morbo di Parkinson e amnesici:
Corteccia prefrontale e memoria di lavoro
Prerogativa dei primati
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Forte interconnessione con lobo
temporale mediale e strutture diencefaliche
Corteccia prefrontale e memoria di lavoro
Lesioni prefrontali impediscono di risolvere compiti a risposta
ritardata
Un test molto puntuale nel rivelare deficit di pianificazione è il
Wisconsin card sorting test
meccanismi molecolari di memoria
Memoria procedurale e apprendimento
-La memoria procedurale è particolarmente forte -L’apprendimento procedurale prevede una risposta motoria ad una
stimolazione sensoriale e si suddivide in:
-Apprendimento non-associativo
-Apprendimento associativo
meccanismi molecolari di memoria
Apprendimento non-associativo
-Avviene dopo un’unica stimolazione e si divide in: -Abituazione
-Sensibilizzazione
meccanismi molecolari di memoria
Apprendimento associativo
-Si formano associazioni tra eventi -Condizionamento classico
-Condizionamento strumentale
meccanismi molecolari di memoria
Condizionamento classico
-Scoperto dal fisiologo russo Ivan Pavlov
-Prevede l’associazione tra uno stimolo incondizionato (SI) che
normalmente evoca una risposta, con uno stimolo condizionato (SC)
che non evoca alcuna risposta
-SI= carne, salivazione
-SC= il suono di una campanella
meccanismi molecolari di memoria
Condizionamento classico
-SI= carne, salivazione
-SC= il suono di una campanella
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-Il cane apprende una risposta condizionata (RC) accoppiando SC
e SI
meccanismi molecolari di memoria
Condizionamento strumentale
-Scoperto dal fisiologo americano Edward Thorndike
-Prevede l’associazione tra uno atto motorio con uno stimolo
significativo che di solito è una ricompensa in cibo
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-SI= cibo
-SC= pressione della levetta
meccanismi molecolari di memoria
Modelli di apprendimento nei vertebrati
-Usare invertebrati offre diversi vantaggi:
-Sistemi nervosi ridotti
(ca 1000 neuroni)
-Neuroni di grandi dimensioni
-Neuroni facilmente identificabili
-Circuiti neurali facilmente identificabili
-Struttura genetica semplice
meccanismi molecolari di memoria
L’aplysia californica e lo studio dell’apprendimento nonassociativo
Eric Kandel
meccanismi molecolari di memoria
Apprendimento non-associativo in Aplysia
-Presenta un riflesso simile a quello del soffio sull’occhio nell’uomo
-Se si spruzza dell’acqua sul sifone dell’aplysia questa ritrae sifone
e branchia (riflesso di retrazione della branchia)
meccanismi molecolari di memoria
Riflesso di retrazione della branchia
-L’informazione nervosa viaggia dal sifone lungo il nervo fino a
raggiungere il ganglio addominale per poi essere distribuita a
motoneuroni e interneuroni
-Il motoneurone L7 innerva i muscoli implicati nel riflesso di
retroazione
meccanismi molecolari di memoria
Abituazione del riflesso di retrazione
della branchia
-Dove ha sede l’abituazione?
-Presso il nervo sensoriale?
-Presso il muscolo?
-Presso la sinapsi?
!
-La modificazione è a livello sinaptico:
con le successive stimolazioni si ha
un progressivo
decremento del PPSE
meccanismi molecolari di memoria
Abituazione del riflesso di retrazione della branchia
-Ma in quale punto della sinapsi ha luogo la modificazione?
-Un decremento del rilascio di neurotrasmettitore a livello
presinaptico?
-Una diminuzione della capacità di risposta postsinaptica al
trasmettitore?
!
-Le molecole di nt vengono rilasciate in quanti -Dopo l’abituazione diminuisce il numero di quanti rilasciati per
potenziale d’azione
-il cambiamento è a livello presinaptico
-Questo pare essere legato ad una ridotta efficienza dei canali
voltaggio-dipendenti per il Calcio con il progredire delle
stimolazioni
meccanismi molecolari di memoria
La sensibilizzazione del riflesso di retrazione della branchia
-Un breve shock elettrico sul capo dell’aplysia causa un forte riflesso
di retroazione
-Anche in questo caso la base del riflesso è una modificazione del
rilascio di nt presso la terminazione del nervo sensoriale
!
-Una terza cellula L29 viene
attivata dalla stimolazione
elettrica e fa sinapsi sul terminale
dell’assone del neurone sensoriale
-Il nt utilizzato è la serotonina
che sensibilizza il terminale e
causa maggiori entrate di Calcio
per potenziale
meccanismi molecolari di memoria
La sensibilizzazione del riflesso di retrazione della branchia
-Il recettore per la serotonina è associato ad una proteina G che
produce un secondo messaggero: l’AMP ciclico
!
-L’AMPc attiva la protein-chinasi A
che a sua volta va a fosforilare il
canale per il potassio e quindi….
meccanismi molecolari di memoria
La sensibilizzazione del riflesso di retrazione della branchia
-Chiude il canale potassio e provoca
un prolungamento nel potenziale
presinaptico, quindi….
-Entra una maggiore quantità di
calcio provocando la risposta
esagerata
meccanismi molecolari di memoria
Apprendimento associativo in Aplysia
-SI= forte shock elettrico alla coda
-SC= stimolazione lievissima del sifone
-Come per i vertebrati
l’accoppiamento tra SC e SI
deve avvenire in un determinato
arco di tempo per generare
una risposta condizionata
(max 0,5 sec)
meccanismi molecolari di memoria
Apprendimento associativo in Aplysia
-La modificazione critica avviene tra motoneurone e neurone
sensoriale:
-A livello cellulare:
SC=potenziale d’azione nel terminale dell’assone sensoriale
SI=rilascio della serotonina da parte di L29
!
-A livello molecolare:
SC= influsso di Calcio
SI=attivazione dell’adenilato ciclasi
meccanismi molecolari di memoria
Apprendimento associativo in Aplysia
-L’apprendimento avviene quando un impulso presinaptico di Calcio
COINCIDE l’attivazione dell’adenilato ciclasi (ovvero maggior AMPc)
-Il processo mnestico coincide con la fosforilazione dei canali per il
potassio (ovvero maggior rilascio di nt)
