Una colonna vertebrale dendritica, o semplicemente una colonna vertebrale, è una sporgenza a forma di manopola dal dendrite di un neurone. Sembra una lampadina con un collo o un gambo sottili. Il bulbo è anche chiamato testa della colonna vertebrale. Una colonna vertebrale dendritica si trova nelle immediate vicinanze di un assone. Riceve input di segnale dagli assoni vicini e funziona nella memoria e nella trasmissione del segnale.
Le spine dendritiche si trovano nella maggior parte dei neuroni nel sistema nervoso centrale, inclusi i neuroni piramidali nella corteccia; neuroni spinosi del putame, nucleo caudato e capsula interna; e cellule di Purkinje nel cervelletto. La densità della colonna vertebrale dendritica può raggiungere fino a 50 spine per allungamento di 10 micrometri del dendrite di un neurone. Le spine sono più dense nelle cellule cerebellari di Purkinje che nei neuroni piramidali e ippocampali.
L’aspetto di una colonna vertebrale dendritica dipende dalla forza e dalla durata dei contatti sinapsi-colonna vertebrale. Una testa della colonna vertebrale ha un volume che varia da 0,01 a 0,8 micron cubici. Alcune teste della colonna vertebrale sono descritte come simili a funghi, tozze, sottili o ramificate. Generalmente, più grande è la testa della colonna vertebrale, più forte e maturo è il contatto sinaptico.
Tuttavia, la forza e la maturità del contatto sinaptico dipendono da fattori ambientali. Le spine dendritiche cambiano di volume, forma e quantità a seconda della loro esposizione a questi fattori. Questa caratteristica è nota come plasticità.
Le spine sono in plastica perché contengono la proteina actina. Questa è la stessa proteina presente nei muscoli per la contrazione e nei citoscheletri per la divisione cellulare. Sulla base di studi, è stato osservato che l’actina nelle spine ha un tempo di ciclo medio di 44 secondi. Questa proprietà dinamica causata dal rimodellamento dell’actina significa che una colonna vertebrale dendritica potrebbe cambiare il suo volume e la sua forma in pochi secondi o minuti. Inoltre, le spine possono apparire e scomparire completamente in modo spontaneo.
È stato ipotizzato che la plasticità delle spine sia la base della memoria. In particolare, si ritiene che la memoria a lungo termine dipenda dalla formazione di nuove spine dendritiche o dalla crescita di quelle esistenti quando rinforzata da un ambiente di apprendimento. Tra i giovani, c’è una perdita netta o scomparsa di spine dendritiche, che si dice rifletta la loro capacità di apprendimento. Negli adulti, la maggior parte delle spine non scompare e diventa invece più stabile. Questo spiega perché i ricordi si affermano saldamente in età adulta.
Molti scienziati credono all’apparente associazione tra spine dendritiche e memoria. Una relazione causale, tuttavia, non è ancora stata stabilita. Inoltre, è stata proposta una teoria secondo cui l’aumento del volume o delle dimensioni delle teste della colonna vertebrale ha un contributo maggiore alla conservazione della memoria rispetto alla formazione di nuove spine.