Ecco un divertente esperimento mentale: se i tuoi ricordi sono immagazzinati nelle connessioni fisiche tra neuroni, e queste connessioni vengono spazzate via come una pulizia cosmica, i tuoi ricordi dovrebbero sopravvivere? A quanto pare, sì - almeno se sei un topo che è stato messo in letargo artificialmente. Un nuovo studio su Science suggerisce che i ricordi possono sopravvivere alla distruzione totale delle stesse sinapsi che presumibilmente li contengono. Thanos sarebbe furioso.

La saggezza convenzionale nelle neuroscienze è che l'apprendimento rafforza e ingrandisce fisicamente le connessioni tra neuroni, e che questi cambiamenti costituiscono il ricordo. Il problema: queste connessioni sono plastiche, il che significa che cambiano costantemente. Come dice Kazumasa Tanaka, neuroscienziato dell'Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University in Giappone, "Se confronti la disposizione di queste connessioni il primo giorno con quella del quarto o quinto giorno, è molto, molto diversa". Per vedere come un ricordo che dura anni possa risiedere su hardware che cambia ogni pochi giorni, il team di Tanaka ha deciso di rendere il cambiamento un po' più drammatico. Hanno indotto uno stato simile al letargo nei topi, che ha essenzialmente cancellato più della metà delle loro sinapsi. I topi, tuttavia, hanno apparentemente mantenuto i loro ricordi. Perché ovviamente.

Il letargo è normalmente una specialità di scoiattoli, criceti e orsi, ma il circuito neurale che lo innesca è conservato nei mammiferi - anche in specie che non vanno mai in letargo in natura, come i topi. Nel giugno 2020, un team guidato da Takeshi Sakurai, neuroscienziato dell'Università di Tsukuba e collaboratore nello studio di Tanaka, ha sviluppato una tecnica per attivare artificialmente questo circuito stimolando una popolazione chiamata neuroni Q nell'ipotalamo. Il risultato è uno stato chiamato QIH, per ipotermia e ipometabolismo indotti dai neuroni Q.

"Con il nostro protocollo, possiamo portare la temperatura corporea dei topi a circa 20° Celsius, e la loro frequenza cardiaca e respiratoria diminuiscono significativamente", spiega Tanaka. Se questo conti come vero letargo dipende dal tuo punto di riferimento: gli orsi riducono la richiesta metabolica ma mantengono la temperatura corporea intorno ai 36° o 37° Celsius, mentre alcuni scoiattoli entrano in letargo profondo dove la temperatura corporea si avvicina al congelamento. "Il letargo artificiale si colloca da qualche parte nel mezzo di questo spettro", dice Tanaka.

La cosa più importante del QIH è che può essere attivato e disattivato a piacimento. Negli esperimenti di Tanaka, i topi hanno trascorso 48 ore nello stato simile al letargo e poi si sono svegliati. Per le loro sinapsi, quelle 48 ore hanno funzionato come lo schiocco di Thanos.

Per misurare la carneficina sinaptica, il team di Tanaka ha impiantato tetrodi - fasci di elettrodi sottili - nell'ippocampo di topi che si muovevano liberamente, permettendo loro di registrare l'attività dei singoli neuroni. Hanno scoperto che l'attività è diminuita di circa il 70% una volta instauratosi il letargo. I tessuti cerebrali sono stati anche immagini con microscopia elettronica a scansione seriale a blocchi prima, durante e giorni dopo il letargo. È risultato che il letargo ha eliminato più della metà delle sinapsi - il che, in linea di principio, avrebbe dovuto cancellare la maggior parte dei ricordi. "Se accetti che le tracce mnestiche risiedano nell'efficacia delle singole sinapsi, se perdi più della metà delle connessioni sinaptiche, ovviamente ciò che ti aspetteresti è un deterioramento della memoria successivamente", dice Tanaka. Ma il team non ha trovato tale deterioramento.

Prima del letargo, i topi erano stati addestrati in due compiti di memoria standard: condizionamento contestuale della paura (associare una scatola a una lieve scossa elettrica) e un compito di labirinto a più bracci (imparare a navigare verso una ricompensa). Entrambi i compiti dipendono dai ricordi ippocampali, come confermato dalla creazione di una lesione nella regione dopo l'addestramento, che ha causato la scomparsa dei ricordi. Ma quando i topi sottoposti a QIH sono stati risvegliati, hanno performato altrettanto bene dei topi non in letargo. "Quello che abbiamo trovato in questi due diversi paradigmi comportamentali è che la memoria era completamente intatta", afferma Tanaka.

La sopravvivenza di questi ricordi è stata anche