Nuova dissezione funzionale rivela profilo dello striato nella ricompensa
ROBERTO COLONNA
NOTE E NOTIZIE - Anno XIX – 12 marzo 2022.
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]
Il
Massachusetts Institute of Technology (MIT), grazie alla collaborazione fra i
vari dipartimenti di scienze del cervello e i dipartimenti tecnologici di
ingegneria e bioingegneria, continua a riservare gradite sorprese alla comunità
neuroscientifica. L’ultima in ordine di tempo consiste nella realizzazione di
un approccio nuovo che sfrutta la combinazione di più tecniche per realizzare
la dissezione dei circuiti di neuroni cerebrali; un modo che, adoperando una “sonda
genetica” che funge da reporter per le immagini della risonanza magnetica
funzionale (fMRI), ha rivelato, ad esempio, un profilo inedito della funzione
striatale in rapporto al conferimento del valore da parte del sistema a
ricompensa all’esperienza percepita.
La
strategia adottata può costituire un nuovo approccio allo studio multiregionale
dei sistemi neuronici e, sebbene non di semplice attuazione, promette di diventare
l’approccio più seguito nel prossimo futuro per addentrarsi nei labirinti delle
interconnessioni funzionali del cervello.
(Ghosh
S. et al., Functional dissection of neural circuitry
using a genetic reporter for fMRI. Nature
Neuroscience – Epub ahead
of print doi:10.1038/s41593-022-01014-8, 2022).
La provenienza degli autori è la seguente: Department of Brain and Cognitive
Sciences, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA (USA); Department
of Biological Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA
(USA); Department of Nuclear Science & Engineering, Massachusetts Institute
of Technology, Cambridge, MA (USA); Institute for Medical Engineering &
Science, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA (USA); Department
of Chemical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA (USA);
Broad Institute of MIT and Harvard, Massachusetts Institute of Technology,
Cambridge, MA (USA).
Se non si
riesce a decifrare il senso biologico, con ragioni nell’evoluzione, dell’intricatissima
rete dei micro e macro circuiti cerebrali dei mammiferi, non è possibile
comprendere le basi neurali della nostra psiche, né tutti gli aspetti del controllo
cerebrale dell’organismo. Una difficile sfida per le neuroscienze è capire come
le regioni interconnesse del cervello interagiscano esattamente durante l’elaborazione
della miriade di messaggi in codice neurale che attraversano i miliardi di
sinapsi centrali ad ogni istante di elaborazione. Suparno
Ghosh, Nan Li e colleghi
coordinati da Alan Jasanoff hanno affrontato questo
problema, realizzando una “sonda genetica” che consente l’imaging funzionale
selettivo di popolazioni neuroniche distribuite, identificate
mediante tecniche di etichettatura virale. La sonda molecolare è un
enzima ingegnerizzato che traduce la dinamica citosolica del calcio delle
cellule esprimenti l’enzima-sonda in risposte emodinamiche localizzate, che
possono essere specificamente visualizzate mediante fMRI (functional
magnetic resonance imaging).
Usando un
vettore virale che sottostà a trasporto retrogrado, i ricercatori hanno
applicato l’impiego dell’enzima-sonda alla caratterizzazione di una rete
estesa a tutto il cervello di impulsi presinaptici diretti alla regione dello striato,
attivato in ratti sottoposti a un paradigma di stimolazione profonda del
cervello o DBS (deep brain stimulation).
Il
risultato ha sorpreso i ricercatori del MIT, proponendo loro immagini inedite e
non attese sulla base dei risultati degli studi correnti. Infatti, la strategia
impiegata ha rivelato l’impegno di fonti imprevedibilmente diversificate di
proiezione allo striato, suggerendo eventi funzionali nuovi. Le evidenze hanno
informato un modello integrato di funzioni dello striato, rilevante per una
nuova e più definita comprensione della fisiologia del sistema a ricompensa
cerebrale – finora intesa quasi esclusivamente in termini di rapporto tra
popolazioni dopaminergiche dell’area tegmentale ventrale (VTA) e neuroni del
nucleo accumbens nello striato ventrale – e per una migliore conoscenza delle
basi neurobiologiche della neurostimolazione
intracerebrale usata a fini terapeutici in neurologia.
Oltre a
questo primo risultato di notevole interesse, lo studio qui recensito condotto
al MIT fornisce una nuova ed efficace strategia sperimentale
per l’analisi dei meccanismi adottati dai sistemi neuronici multiregionali nel
cervello dei mammiferi.
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”).
Roberto Colonna
BM&L-12 marzo 2022
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