Realizzare mappe del cervello al livello di risoluzione cellulare
ROBERTO COLONNA
NOTE
E NOTIZIE - Anno XV – 09 dicembre 2017.
Testi pubblicati sul sito
www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind
& Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a
fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta
settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di
studio dei soci componenti lo staff
dei recensori della Commissione
Scientifica della Società.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
La conoscenza dell’anatomia
macroscopica descrittiva del cervello era pressoché compiuta già alla fine del
diciannovesimo secolo, quando la morfologia delle formazioni grigie e delle
grandi connessioni del sistema nervoso centrale era nota nel dettaglio, e si
conoscevano tutte le principali varianti. Difficilmente si sarebbe potuto
immaginare a quell’epoca quanto fosse ancora lunga la via da percorrere per
conoscere realmente la struttura del cervello, perché non si immaginava la
complessità e la straordinaria variabilità individuale presente nell’ordito
microscopico delle reti neuroniche e nell’organizzazione, allora inesplorata,
della neuroglia. La costanza morfologica dei territori della corteccia
cerebrale, dei grandi nuclei, dei grandi tratti ascendenti, come le vie lemniscali, e di quelli discendenti, come i fasci cortico-spinali, non faceva supporre che si potesse
giungere al terzo millennio con il problema di dover ancora decifrare
l’organizzazione dei circuiti per comprenderne caratteri e limiti in rapporto
al ruolo funzionale.
Per ricostruire l’architettura
e la funzione dei circuiti del cervello è necessario sviluppare mappe delle
connessioni neuroniche e della loro attività nell’intero encefalo. Nuovi metodi
ora consentono la mappatura cerebrale di grande scala nel topo ad un livello di
risoluzione cellulare e subcellulare. Tuttavia, l’indecifrabilità di molti
aspetti crea il problema di mettere a punto dei metodi efficaci per la raccolta
dei dati, al fine di favorire la cooperazione e consentire di desumere
informazioni da confronti e collegamenti fra elementi e nozioni acquisite con
metodi diversi. Un interessante framework
è stato realizzato a questo scopo da Daniel Fürth con Kostantinos
Meletis ed altri dodici colleghi.
(Fürth D., et al., An interactive
framework for whole-brain maps at cellular resolution. Nature – Epub ahead of print doi: 10.1038/s.41593-017-0027-7, 2017).
La provenienza
degli autori è la seguente: Department of Neuroscience, Karolinska
Institutet, Stockholm (Svezia);
Department of Neuroscience, Department of Molecular Medicine, Scripps Research
Institute, Jupiter, Florida (USA); Department of Bioengineering, Stanford
University, Stanford, California (USA).
Daniel Fürth e colleghi hanno
realizzato una struttura informativa per poter automaticamente annotare,
analizzare, visualizzare e facilmente condividere dati relativi all’intero
encefalo al livello di risoluzione cellulare, basandosi su un atlante murino
interattivo a scala fissa.
Questo framework consente la realizzazione di progetti di connettività e
mappatura in singoli laboratori e mediante piattaforme di imaging, così come la
condivisione di un’informazione quantitativa multiforme sull’identità
molecolare dei singoli neuroni. Come prova concettuale, i ricercatori hanno
realizzato una mappa di connettività comparativa di 5 tipi principali di
neuroni nel circuito cortico-striatale, e una mappa basata sull’attività per
identificare i nodi principali delle reti che mediano gli effetti
comportamentali della cocaina. In tal modo, hanno proposto un esempio di come
questo strumento da loro creato fornisca gli strumenti necessari per generare
mappe del cervello che integrino dati relativi alla connettività, all’identità
dei neuroni e alle funzioni.
L’autore della nota ringrazia la
dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di
argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito
(utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
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