La pratica ripetitiva migliora la memoria di lavoro e modifica i percorsi cerebrali

Un nuovo studio della UCLA Health ha scoperto che la pratica ripetuta non solo aiuta a migliorare le competenze, ma porta anche a cambiamenti significativi nei percorsi di memoria del cervello.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature e condotto in collaborazione con la Rockefeller University, ha cercato di scoprire in che modo la capacità del cervello di immagazzinare ed elaborare informazioni, nota come memoria di lavoro, venga migliorata dall'allenamento.

Per testare questo metodo, i ricercatori hanno chiesto ai topi di identificare e ricordare una sequenza di odori nel corso di due settimane. Hanno monitorato l'attività neurale degli animali durante l'esecuzione del compito, utilizzando un nuovo microscopio appositamente costruito per visualizzare l'attività cellulare di un massimo di 73.000 neuroni simultaneamente in tutta la corteccia.

Lo studio ha rilevato cambiamenti nei circuiti della memoria di lavoro situati nella corteccia motoria secondaria man mano che i topi ripetevano il compito nel tempo. Quando i topi hanno iniziato ad apprendere il compito, le rappresentazioni mnestiche erano instabili. Ma dopo averlo ripetuto, gli schemi mnestici hanno iniziato a stabilizzarsi, o "cristallizzarsi", ha affermato l'autore principale e neurologo dell'UCLA Health, il Dott. Peyman Golshani.

Effetto dell'inibizione optogenetica sulle prestazioni del compito di memoria di lavoro (WM).
A. Configurazione sperimentale.
B. Tipi di prova in un compito di WM ad associazione ritardata; le leccate sono state valutate durante il periodo di scelta di 3 secondi, con i periodi di ritardo iniziale e finale contrassegnati.
C. Progressi nell'apprendimento in otto sessioni, misurati in base alla percentuale di risposte corrette.
D. Sessione di addestramento di esempio, con leccate contrassegnate.
E. Effetto della fotoinibizione sulle prestazioni del compito in diverse epoche (quarto secondo del periodo di ritardo, P = 0,009; quinto secondo del periodo di ritardo, P = 0,005; secondo odore, P = 0,0004; primo secondo del periodo di scelta, P = 0,0001). L'analisi statistica è stata eseguita utilizzando t-test appaiati.
F. La fotoinibizione di M2 negli ultimi 2 secondi del periodo di ritardo durante i primi 7 giorni di addestramento compromette le prestazioni del compito. n = 4 (topi esprimenti stGtACR2) e n = 4 (topi esprimenti mCherry). I valori di p determinati dai t-test a due campioni per le sessioni 1–10 sono stati i seguenti: P1 = 0,8425, P2 = 0,4610, P3 = 0,6904, P4 = 0,0724, P5 = 0,0463, P6 = 0,0146, P7 = 0,0161, P8 = 0,7065, P9 = 0,6530 e P10 = 0,7955. Per c, e ed f, i dati sono presentati come media ± sem NS, non significativi; *P ≤ 0,05, **P ≤ 0,01, ***P ≤ 0,001, ****P ≤ 0,0001.
Fonte: Natura (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07425-w

"Se immaginiamo che ogni neurone nel cervello suoni come una singola nota, la melodia generata dal cervello durante l'esecuzione del compito varia di giorno in giorno, ma poi diventa sempre più raffinata e simile man mano che gli animali continuano a esercitarsi", ha affermato Golshani.

Questi cambiamenti spiegano perché le prestazioni diventano più precise e automatiche con la pratica ripetuta.

"Questa scoperta non solo fa progredire la nostra comprensione dell'apprendimento e della memoria, ma ha anche implicazioni per affrontare i problemi associati al deterioramento della memoria", ha affermato Golshani.

Il lavoro è stato svolto dal Dott. Arash Bellafard, scienziato del progetto UCLA, in stretta collaborazione con il gruppo del Dott. Alipasha Vaziri presso la Rockefeller University.