Il nervo vago svolge un ruolo nella formazione della memoria / The Vagus Nerve Plays a Role in Memory Formation

Il nervo vago svolge un ruolo nella formazione della memoria / The Vagus Nerve Plays a Role in Memory Formation

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

I ricercatori hanno scoperto un ruolo nascosto dell'intestino nella formazione della memoria.

Quando lo scrittore francese Marcel Proust rievocò la sua infanzia a partire dal sapore di un biscotto Madeline, è probabile che il suo stomaco abbia avuto un ruolo importante.  

Generalmente associamo i nostri ricordi quasi esclusivamente al cervello, che immaginiamo li formi e li immagazzini. Una nuova ricerca condotta da Scott Kanoski, professore di scienze biologiche presso l'USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences, ha scoperto che anche il nostro intestino potrebbe svolgere un ruolo importante nell'aiutarci a ricordare le esperienze, soprattutto quelle legate al cibo.  

Lo studio, pubblicato su Nature Communications, si è concentrato sul nervo vago, un'importante arteria di comunicazione che collega l'apparato digerente al cervello. Gli scienziati sanno da tempo che il nervo vago contribuisce a regolare la digestione, la fame ed il senso di sazietà. Ora, i ricercatori hanno scoperto prove che i segnali che viaggiano dall'intestino attraverso il nervo vago possono anche contribuire alla formazione dei ricordi.

Spuntini memorabili

I ricercatori hanno scoperto che quando i ratti consumavano cibi nutrienti, i neuroni che comunicano con l'ippocampo, una parte del cervello fondamentale per l'apprendimento e la memoria, rilasciavano livelli più elevati di una sostanza chimica chiamata acetilcolina. Questo neurotrasmettitore favorisce la formazione della memoria ed aiuta il cervello a codificare nuove esperienze. 

 

La risposta dipende dai segnali che viaggiano dall'intestino attraverso il nervo vago. Quando i ricercatori hanno interrotto la comunicazione del nervo vago, l'aumento di acetilcolina è scomparso. Questi ratti hanno anche ottenuto risultati peggiori nei test di memoria che richiedevano loro di ricordare dove avevano trovato cibo di recente.

Gli scienziati hanno anche scoperto che il sistema mnemonico del cervello sembra rispondere principalmente ai nutrienti di un alimento, non solo al suo sapore gradevole. I ratti che mangiavano zucchero o grassi mostravano una forte attività cerebrale legata alla memoria. Quelli a cui venivano somministrati liquidi dolci ma a basso contenuto calorico o privi di calorie non mostravano la stessa risposta. Ciò suggerisce che il cervello reagisce al reale valore nutrizionale del cibo, piuttosto che solo al suo sapore.

"Riteniamo che questo meccanismo si sia evoluto per aiutare gli animali a ricordare informazioni vitali sulle fonti di cibo", afferma Logan Lauer, primo autore dello studio e dottorando nel laboratorio di Kanoski. Ricordare dove certe piante germogliano per prime in primavera può aiutare gli animali affamati a trovare nutrienti importanti. I segnali provenienti dall'intestino comunicano al cervello: "Questo pasto ha fornito nutrienti preziosi, quindi ricorda dove e come l'hai ottenuto".

Ricerca per potenziare il cervello

Sebbene gli alimenti ricchi di grassi e zuccheri abbiano innescato forti risposte mnemoniche, lo studio ha anche rilevato che l'esposizione cronica a questi alimenti ha peggiorato la formazione della memoria nel tempo. 

Nei ratti che avevano seguito una dieta di questo tipo nelle prime fasi di vita, si è osservata una comunicazione più debole tra l'intestino e l'ippocampo in età successiva. Anche dopo essere tornati a una dieta più sana, questi animali presentavano risposte cerebrali ridotte legate alla memoria e prestazioni inferiori nei compiti di memoria spaziale. 

I risultati potrebbero avere importanti implicazioni per la salute umana. Gli scienziati sanno già che l'obesità, una cattiva alimentazione ed i disturbi metabolici come il diabete sono associati al declino cognitivo. Questa nuova ricerca suggerisce una possibile spiegazione: l'esposizione costante al cibo spazzatura potrebbe interrompere o disturbare la connessione tra l'intestino e il cervello.  

Il loro lavoro potrebbe inoltre gettare nuova luce sulle malattie neurodegenerative. 

"L'alterazione della segnalazione dell'acetilcolina nell'ippocampo è uno dei primi cambiamenti neurochimici nella malattia di Alzheimer", afferma Kanoski. "Scoprire che questo sistema è potenziato dalla segnalazione intestinale proveniente dal nervo vago potrebbe permettere di individuare nuovi bersagli terapeutici e di esplorare approcci basati sul nervo vago, come la stimolazione del nervo vago stesso."

La scoperta apre anche alla possibilità di nuovi trattamenti per rafforzare la comunicazione tra intestino e cervello. Terapie che stimolano il nervo vago o migliorano la salute intestinale potrebbero potenzialmente contribuire a proteggere la memoria e le funzioni cognitive. 

Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche per determinare se gli stessi meccanismi siano operativi anche negli esseri umani, i risultati si aggiungono a un crescente numero di prove che dimostrano la profonda connessione tra intestino e cervello.

ENGLISH

Researchers uncovered a hidden role for the gut in memory formation.

When French writer Marcel Proust famously recalled his childhood from the taste of a Madeline cookie, his stomach may have done some of the work.  

We generally associate our memories almost exclusively with the brain, which we imagine both forms and stores them. New research led by Scott Kanoski, professor of biological sciences at the USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences, has found that our gut may also play an important role in helping us to remember experiences, especially those revolving around food.  

The study, published in Nature Communications, focused on the vagus nerve, a major communication highway that connects the digestive system to the brain. Scientists have long known that the vagus nerve helps regulate digestion, hunger and feelings of fullness. Now, researchers have uncovered evidence that signals traveling from the gut through the vagus nerve can also help to form memories.

Memorable munchies

The researchers found that when rats consumed nutritious foods, neurons communicating to  the hippocampus, a part of the brain critical for learning and memory, released higher levels of a chemical called acetylcholine. This neurotransmitter supports memory formation and helps the brain encode new experiences. 

 

The response depends on signals traveling from the gut via the vagus nerve. When the researchers interrupted vagus nerve communication, the increase in acetylcholine disappeared. These rats also performed worse on memory tests that required them to remember where they had recently found food.

The scientists also discovered that the brain’s memory system seems to respond primarily to a food’s nutrients, not just its pleasing taste. Rats who ate sugar or fat showed strong memory-related brain activity. Those given sweet-tasting but low-calorie or non-caloric liquids did not show the same response. This suggests that the brain reacts to the actual nutritional value of food, rather than just its flavor.

“We think the mechanism likely evolved to help animals remember vital information about food sources,” says study first author Logan Lauer, a PhD student in Kanoski’s lab. Recalling where certain plants sprout first in the spring can help hungry animals find important nutrients. Signals from the gut tell the brain, “This meal provided valuable nutrients, so remember where and how you got it.”

Brain-boosting research

Although high-fat and high-sugar foods sparked strong memory responses, the study also found that chronic exposure to these items worsened memory formation over time. 

Rats that consumed this type of diet early in life showed weaker communication between the gut and the hippocampus later on. Even after returning to a healthier diet, these animals had reduced memory-related brain responses and poorer performance on food-location memory tasks. 

The findings could have important implications for human health. Scientists already know that obesity, poor diet and metabolic disorders such as diabetes are associated with cognitive decline. This new research suggests one reason why: Constant exposure to junk foods may disrupt or disturb the connection between our gut and our brain.  

Their work could also shed new light on neurodegenerative diseases. 

“The disruption of acetylcholine signaling in the hippocampus is one of the earliest neurochemical changes in Alzheimer’s disease,” says Kanoski. “By revealing that this system is boosted by gut signaling from the vagus nerve, novel therapeutic targets could leverage this information to explore vagus nerve-based approaches, such as vagus nerve stimulation.”

The discovery also raises the possibility of new treatments to strengthen communication between the gut and the brain. Therapies that stimulate the vagus nerve or improve gut health could potentially help protect memory and cognitive function. 

While much more research is needed to determine whether the same mechanisms operate in humans, the findings add to a growing body of evidence that the gut and brain are deeply connected.

Da:

https://www.technologynetworks.com/neuroscience/news/the-vagus-nerve-plays-a-role-in-memory-formation-415071