Queste onde si verificano durante i momenti di inattività e sono cruciali per determinare quali esperienze, seguite da molteplici increspature, vengano consolidate in memorie durature durante il sonno. Gli scienziati hanno osservato che eventi diurni seguiti immediatamente da cinque a venti di queste onde sono più frequentemente riprodotti durante il sonno, e quindi consolidati come memorie permanenti.
Il processo di memorizzazione avviene attraverso le cellule cerebrali, o neuroni, che “sparano” segnali elettrici codificando le memorie. Gruppi numerosi di neuroni nell’ippocampo si attivano insieme in cicli ritmici, creando sequenze di segnali in millisecondi che possono codificare informazioni complesse. Queste sequenze, chiamate onde increspate acute, rappresentano l’attivazione quasi simultanea del 15% dei neuroni ippocampali e sono così denominate per la forma che assumono quando la loro attività è catturata da elettrodi e registrata su un grafico.
Il team di ricerca, guidato dal dottor György Buzsáki, ha utilizzato sonde di silicio bilaterali per registrare fino a 500 neuroni simultaneamente nell’ippocampo degli animali durante le corse nei labirinti. Questo ha creato una sfida poiché i dati diventano estremamente complessi quando più neuroni sono registrati indipendentemente. Per ottenere una comprensione intuitiva dei dati, visualizzare l’attività neuronale e formulare ipotesi, il team è riuscito a ridurre il numero di dimensioni nei dati, in modi simili alla conversione di un’immagine tridimensionale in una piatta.
Durante lo studio, è stato osservato che le onde increspate acute si registravano tipicamente quando un topo si fermava per godersi un trattamento zuccherino dopo ogni corsa nel labirinto. Il consumo della ricompensa preparava il cervello a passare da un modello esplorativo a uno inattivo, permettendo così che si verificassero le onde increspate acute.
Importante è il ruolo delle cellule dell’ippocampo, che sparano in un ordine specifico che codifica ogni stanza che entriamo e ogni braccio di un labirinto attraversato da un topo. Per le memorie che vengono ricordate, queste stesse cellule sparano ad alta velocità mentre dormiamo, “riproducono l’evento registrato migliaia di volte per notte”. Questo processo rafforza le connessioni tra le cellule coinvolte.
Il dottor Buzsáki e i suoi colleghi hanno precedentemente stabilito che nessuna onda increspata acuta si verifica mentre esploriamo attivamente informazioni sensoriali o ci muoviamo, ma solo durante le pause inattive prima o dopo. Lo studio attuale ha trovato che le onde increspate acute rappresentano il meccanismo naturale di etichettatura durante tali pause dopo le esperienze di veglia, con i modelli neuronali etichettati riattivati durante il sonno post-compito.
Questo lavoro di ricerca ha esplorato come il cervello dei mammiferi, in modo innato e subconscio, etichetta alcune memorie per renderle permanenti. Questo sistema, la cui evoluzione rimane un mistero, potrebbe in futuro rivelare dispositivi o terapie capaci di regolare le onde increspate acute per migliorare la memoria o persino ridurre il ricordo di eventi traumatici.