Alla
definizione evolutiva della neocorteccia partecipano gli interneuroni
DIANE RICHMOND
NOTE E
NOTIZIE - Anno IX - 28 maggio 2011.
Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale
di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). La sezione
“note e notizie” presenta settimanalmente note di recensione di lavori
neuroscientifici selezionati dallo staff
dei recensori fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori
riviste e il cui argomento rientra negli oggetti di studio dei soci afferenti
alla Commissione Scientifica, e
notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società
Nazionale di Neuroscienze.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
La
comparsa nella storia della vita sulla terra di una struttura sofisticata e
complessa come la neocorteccia dei
mammiferi, è spesso
spiegata filogeneticamente sulla base di un cambiamento evoluzionistico nei progenitori dei neuroni eccitatori di proiezione del pallio embrionario. Non è
chiaro il ruolo degli interneuroni
inibitori: non si sa,
in particolare, se e come il cambiamento che nel corso
dell’evoluzione ha interessato queste cellule che originano fuori della
neocorteccia possa aver inciso nell’istaurarsi dei caratteri peculiari della
superficie polistratificata e colonnare del neoencefalo. Daisuke Tanaka e
collaboratori hanno condotto uno studio che ha posto a confronto eventi
neuroembriogenetici del cervello di mammiferi con i corrispondenti che hanno
luogo nello sviluppo della tartaruga e della gallina, ottenendo risultati che
depongono a favore di una partecipazione degli interneuroni (Tanaka D. H., et
al. Changes
in cortical interneuron migration contribute to the evolution of the neocortex.
Proceedings of the National Academy of
Science USA 108 (19), 8015-8020,
2011)[1].
A
proposito dello sviluppo del neoencefalo, che ha nella neocorteccia umana la
sua massima espressione, il nostro presidente, Giuseppe Perrella, ama citare
una frase dell’eminente genetista Haldane, riferita da Mayr nel saggio del 1974
Popolazioni, specie ed evoluzione:
“L’aumento straordinario delle dimensioni del cervello [dell’uomo] costituisce
la più rapida trasformazione evolutiva nota”. Se lo sviluppo esponenziale del
manto corticale umano non ha uguali[2],
i presupposti per questo salto evolutivo unico sono da ricercarsi nella
costituzione istofisiologica della neocorteccia dei mammiferi. In altri
termini, la maggior parte dei ricercatori ritiene che l’unicità umana possa
considerarsi l’ultima fase di un processo iniziato con l’evoluzione del sistema
nervoso centrale delle prime specie di animali mammiferi[3].
Gli studi volti ad individuare gli elementi che rendono il nostro cervello così
speciale, hanno riconosciuto l’importanza del rapporto fra le trasformazioni
evolutive che hanno avuto luogo nel corso della filogenesi e i processi che in
parte le riproducono durante l’ontogenesi, pertanto la definizione del ruolo
degli interneuroni nello sviluppo della neocorteccia può fornire una nuova
tessera al mosaico di dati che fondano la comparsa sulla scena biologica
dell’intelligenza umana[4].
I
ricercatori, provenienti dal Department of Anatomy, Keio University School of
Medicine, Tokyo, e dal Department of Applied Developmental Biology, Central
Institute for Experimental Animals, Kanagawa, hanno valutato sperimentalmente il
comportamento di cellule embrionarie di tartaruga (rettile) e pollo (uccello)
confrontandole con omologhe murine e simiane (mammiferi) quando trapiantate
nella stessa struttura embrionaria del sistema nervoso di topo.
Cellule
dell’eminenza gangliare mediale (MGE, da medial ganglionic eminence) di tartaruga, pollo, topo e marmoset[5] sono state trapiantate nella MGE embrionale di topo in utero, per poter osservare e confrontare il loro
comportamento migratorio.
Le
cellule trapiantate di tutte le specie sono apparse in grado di migrare attraverso la zona neocorticale subventricolare. Le cellule delle due specie di mammiferi, ossia di topo e marmoset, dopo questa fase, invadevano la
placca corticale, abbozzo della neocorteccia.
Indipendentemente
dalla data di nascita e dal subtipo interneuronico, la maggior parte delle
cellule di tartaruga e di pollo ignorava la placca neocorticale e passava al di sotto, sebbene fosse in grado di invadere l’archicorteccia e la paleocorteccia,
in tal modo suggerendo che la corretta responsività delle cellule della MGE ai
segnali-guida che consentono di entrare nella placca neocorticale sia esclusiva dei mammiferi.
Quando
cellule della MGE di pollo sono state trapiantate direttamente nella placca
neocorticale, si sono mostrate in grado di sopravvivere e maturare, indicando
che l’ambiente della placca è intrinsecamente permissivo per lo sviluppo
post-migratorio di cellule dell’eminenza gangliare di un volatile come la
gallina.
Nel
loro complesso, i risultati emersi da questa sperimentazione, per il cui
dettaglio si rimanda alla lettura integrale del lavoro originale, suggeriscono
che un cambiamento evolutivo nell’abilità
migratoria degli interneuroni originati fuori dell’abbozzo neocorticale, deve aver preso
parte al costituirsi della neocorteccia, fornendo la componente inibitoria
dalla quale dipende tutto l’equilibrio funzionale delle reti e il suo
straordinario potere selettivo.
L’autrice della nota, che ringrazia la dottoressa Isabella
Floriani per la correzione della bozza, invita alla lettura delle recensioni di
argomento connesso che compaiono nelle “Note e Notizie”.
[1] Il lavoro è stato edito da Pasko Rakic, Yale University, New Haven, CT.
[2] Si veda nella sezione AGGIORNAMENTI: “La Corteccia Cerebrale – origini e conseguenze della sua conformazione” (scheda introduttiva).
[3] Per un quadro sintetico, ma aggiornato ed esaustivo dello sviluppo della neocorteccia, si veda in Joaquin M. Fuster, The Prefrontal Cortex. Elsevier Academic Press, 2008.
[4] A questo argomento sono stati dedicati degli incontri di studio sintetizzati in una serie di note, a partire dal 27 marzo 2010: Note e Notizie 27-03-10 Cosa rende unico il cervello umano; Note e Notizie 10-04-10 Cosa rende unico il cervello umano; Note e Notizie 17-04-10 Cosa rende unico il cervello umano; Note e Notizie 24-04-10 Cosa rende unico il cervello umano; Note e Notizie 01-05-10 Cosa rende unico il cervello umano; Note e Notizie 08-05-10 Cosa rende unico il cervello umano.
[5] Scimmia del Nuovo Mondo di piccola taglia, con numerose varietà dall’aspetto gradevole che hanno ispirato fisionomie di pupazzi e disegni animati per bambini.