Grid cells: scopri come proteggere il tuo cervello dall’alzheimer

La straordinaria capacità di orientarsi nello spazio, di muoversi al buio in un ambiente familiare o di ritrovare l’auto in un ampio parcheggio, è il frutto di un sofisticato sistema di navigazione cerebrale, le cui scoperte hanno meritato il Premio Nobel per la Medicina nel 2014. Al centro di questo sistema vi sono due tipi di neuroni specializzati: le place cells e le grid cells. Le place cells, identificate per la prima volta nel 1971 dal neuroscienziato inglese John O’Keefe nell’ippocampo, si attivano quando un animale si trova in una specifica posizione all’interno di un ambiente. Sono, in un certo senso, i marcatori del “dove”. Tuttavia, la vera rivoluzione nella comprensione del nostro GPS interno è avvenuta nel 2005, quando i ricercatori norvegesi May-Britt ed Edvard Moser hanno scoperto le grid cells nella corteccia entorinale mediale. Queste cellule si distinguono per un comportamento unico: si attivano in più punti all’interno di un ambiente, formando una sorta di mappa mentale caratterizzata da una sorprendente geometria esagonale.

<img src="https://pb.bullet-network.com/1759934531795-3731.jpg" alt="Una rappresentazione visiva delle connessioni neurologiche associate alla memoria spaziale e alle grid cells” class=”aifet_art_img aifet_art_img-center”/>

Questa “griglia” di coordinate virtuali non solo permette al cervello di sapere dove si trova l’individuo in un dato momento, ma offre anche una metrica fondamentale per calcolare distanze e direzioni, fornendo una struttura periodica sulla quale le place cells possono operare. La scoperta che queste griglie di neuroni vicini sono di dimensioni simili, ma leggermente sfalsate, suggerisce una complessità e una precisione nella rappresentazione spaziale che va oltre la semplice identificazione di un luogo. Questo sistema è così centrale per la nostra esistenza che non solo registriamo la posizione attuale, ma siamo capaci di pianificare attivamente traiettorie future attraverso meccanismi predittivi noti come “sweeps”, dove il cervello simula attivamente lo spazio e i percorsi possibili prima ancora che siano intraprese.

Questa attività cerebrale è alla base della nostra capacità di apprendere e ricordare esperienze spaziali, rendendo i ricordi legati ai luoghi particolarmente significativi.

Tutto ciò evidenzia come la memoria spaziale non sia un semplice ricordo passivo, ma un processo dinamico e predittivo, essenziale per la navigazione e per la nostra interazione con il mondo circostante.

Il declino cognitivo e le implicazioni per l’Alzheimer

È indubbio che questo sistema neurologico per la navigazione sia impressionantemente efficace; tuttavia, non sfugge alle conseguenze deleterie del passare del tempo né all’insorgere delle malattie. Il difficoltoso orientamento nello spazio, infatti, emerge spesso come uno dei primissimi ed estremamente invalidanti segnali della presenza del morbo di Alzheimer: una condizione neurodegenerativa capace di interessare milioni di individui globalmente. La ricerca ha messo in luce come la corteccia entorinale—l’area dove risiedono le grid cells—risulti tra i primi obiettivi dell’aggressione da parte delle placche amiloidi: un indicatore patologico emblematico dell’Alzheimer stesso. Studi recentissimi condotti dal Kavli Institute for Systems Neuroscience e divulgati nel settembre 2025 hanno conferito fondamentali rivelazioni riguardo al deterioramento progressivo della funzionalità legata alle grid cells nell’ambito dell’invecchiamento umano e alla correlazione diretta con il decremento cognitivo. I ricercatori hanno analizzato soggetti murini appartenenti a fasce d’età differenti mentre affrontavano prove legate alla memoria spaziale dentro ambientazioni virtuali; i risultati evidenziano chiaramente che nei topolini giovani la configurazione esagonale generata dalle grid cells si presentava solida e accurata con livelli di stabilità oltre lo zero. 8, indice di una memoria spaziale robusta. Al contrario, nei topi anziani, la griglia mostrava una marcata instabilità e “decoerenza”, una perdita di precisione nello schema che può essere paragonata a una bussola che gira a vuoto, con punteggi crollati a circa 0.3.

Questa instabilità delle grid cells nei topi anziani fornisce un modello estremamente pertinente dei primi cambiamenti cerebrali associati alla demenza, aprendo la strada a nuove frontiere diagnostiche. L’introduzione di test basati sulla realtà virtuale potrebbe infatti consentire di misurare la stabilità dei modelli cognitivi dello spazio e identificare precocemente gli individui a rischio di sviluppare l’Alzheimer, permettendo interventi tempestivi e personalizzati. L’analisi genetica ha inoltre rivelato un forte legame tra la stabilità delle grid cells e un set di 61 geni, con un candidato principale, Hapln4, che sembra svolgere un ruolo cruciale nel supportare le reti perineuronali – una specie di impalcatura molecolare che avvolge i neuroni, rafforzandone le connessioni e garantendo la solidità dell’intero sistema.

Grid cells, traumi e disturbi mentali: un collegamento imprescindibile

Il sistema delle grid cells non è rilevante solo per la memoria spaziale e l’invecchiamento, ma si sta rivelando un campo di indagine cruciale per comprendere le complessità dei traumi e dei disturbi mentali, come il Disturbo Post-Traumatico da Stress (PTSD) e la depressione. Sebbene la connessione diretta tra la disfunzione delle grid cells e disturbi specifici come il PTSD sia ancora oggetto di approfondita ricerca, l’importanza della corteccia entorinale e dell’ippocampo – le aree cerebrali in cui si trovano sia le grid cells che le place cells – nella gestione della memoria e delle emozioni è ben consolidata.

«Recenti scoperte hanno dimostrato che i cambiamenti cellulari nel cervello di individui con PTSD possono contribuire ai sintomi disorientanti del disturbo, in particolare nella regolazione delle emozioni e nella memoria spaziale.»

Il PTSD, in particolare, è un disturbo altamente invalidante che si sviluppa in seguito all’esposizione a un evento traumatico. Coloro che soffrono di PTSD presentano frequentemente sintomi come flashback, stati d’allerta estremi, problemi legati al sonno e una marcata incapacità nella gestione delle emozioni. Si è accertato che l’ambito della memoria – specificamente quella episodica e spaziale – subisce significative alterazioni negli individui affetti da PTSD.

Studi recenti evidenziano come il sistema delle grid cells risulti danneggiato nei soggetti traumatizzati; ciò implica un legame tra tale disfunzione e una scarsa capacità di ricordare o collocare le proprie esperienze nel giusto contesto temporale. La mancanza di accuratezza o coerenza negli schemi attivativi delle grid cells può generare sentimenti confusi e creare ostacoli alla distinzione fra situazioni attuali ed eventi traumatici pregressi, intensificando quindi flashback indesiderati insieme a memorabili ricordi perturbanti.

Ulteriormente, si propone che la neurobiologia associata al fenomeno del PTSD, per quanto complessa e non lineare, rimandi a fattori evolutivi affrontando circuiteria cerebrale articolata. Un’attività anomala nella corteccia prefrontale, per esempio, è stata collegata alla ruminazione, un processo di pensiero ripetitivo e negativo che contribuisce al mantenimento del PTSD. Comprendere come le grid cells e le place cells interagiscono con la memoria a breve e lungo termine nei contesti traumatici è un’area di ricerca emergente e di grande importanza.

Se la disfunzione delle grid cells fosse confermata come un fattore contribuente al PTSD, ciò aprirebbe nuove prospettive terapeutiche incentrate sulla riabilitazione cognitiva e sulla neuroplasticità, con l’obiettivo di ristabilire la coerenza delle mappe spaziali e migliorare la resilienza emotiva dei pazienti. L’iperattivazione compensatoria dell’ippocampo, osservata in studi su individui geneticamente a rischio di Alzheimer che mostrano una riduzione delle grid cells, suggerisce che il cervello possiede meccanismi di resilienza che potrebbero essere potenziati anche nel contesto dei traumi per prevenire cadute nella memoria spaziale.

Prospettive future e nuove terapie

Le recenti scoperte sulle grid cells e il loro ruolo nella memoria spaziale e nell’invecchiamento offrono un campo fertile per lo sviluppo di nuove strategie diagnostiche e terapeutiche, con importanti implicazioni per la salute mentale e la qualità della vita. La possibilità di utilizzare test diagnostici basati sulla realtà virtuale per misurare la stabilità dei modelli cognitivi dello spazio, già menzionata per l’Alzheimer, potrebbe estendersi anche ad altre condizioni neurologiche e psichiatriche caratterizzate da disorientamento o difficoltà di integrazione spaziale della memoria.

Sebbene le ricerche siano ancora in una fase iniziale, l’identificazione di geni come Hapln4, che influenzano la stabilità delle reti perineuronali e, di conseguenza, la solidità del sistema delle grid cells, apre la strada a interventi farmacologici mirati. L’obiettivo sarebbe quello di rafforzare queste “impalcature” molecolari, proteggendo i neuroni e le loro connessioni dal declino legato all’età o da processi patologici indotti da traumi o disturbi mentali.

Rappresentazione artistica della funzionalità delle grid cells nel cervello.

Questo non solo promette di migliorare la qualità della vita, ma anche di ridefinire la nostra comprensione della mente umana e della sua incredibile capacità di adattamento e resilienza.

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