Organizzazione prefrontale rivelata
da assoni e dendriti di singoli neuroni
ROBERTO
COLONNA
NOTE E NOTIZIE - Anno XX – 27 maggio
2023.
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]
Sappiamo che nel DNA di ogni cellula c’è la codifica
dell’intero organismo, e siamo talmente abituati a questa nozione da trascurare
la lezione che ne hanno ricavato i biologi del secolo scorso: la materia
vivente si organizza in forme che costituiscono memorie secondo regole
universali e specificità individuali. La forma è memoria, ossia la morfologia
codifica un senso in biologia, anche se non sempre evidente. Sono tante le
forme in biologia che sembrano casuali, anche per il modo in cui si
costituiscono: si pensi alle reti intricate delle arborizzazioni dendritiche o
di certi terminali assonici che formano sinapsi attraverso processi di
competizione e selezione, e poi vanno incontro a potature, rimaneggiamenti,
danni, riparazioni e variazioni per cause multiple e in parte sconosciute. È
ragionevole pensare che la struttura di dendriti e assoni, che forma le basi
della connettività dei circuiti neuronici, al livello della singola cellula
nervosa contenga informazioni sull’organizzazione delle reti del cervello?
Per rispondere a questa domanda è necessario
procedere all’analisi di dendriti e assoni di singoli neuroni di una struttura
complessa come la corteccia cerebrale e verificare se esistono gli elementi per
avventurarsi lungo una via ancora inesplorata.
Le Gao e colleghi coordinati da Jun Yan hanno accettato questa sfida, partendo dall’analisi
completa e dettagliata della morfologia dendritica e assonica di un vasto
campione di cellule nervose della corteccia prefrontale di topo. Lo studio ha
portato ad alcune scoperte e a una conclusione significativa e incoraggiante.
(Le
Gao et al., Single-neuron analysis of dendrites and axons reveals the
network organization in mouse prefrontal cortex. Nature Neuroscience – Epub ahead
of print doi: 10.1038/s41593-023-01339-y,
2023).
La provenienza degli autori è la seguente: Institute of Neuroscience, State Key Laboratory of
Neuroscience, CAS Center for Excellence in Brain Science and Intelligence
Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai (Cina);
School of Future Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing
(Cina); Shanghai Research Center for Brain Science
and Brain-Inspired Intelligence Technology, Shanghai (Cina).
Le Gao e colleghi riportano l’analisi morfologica
completa di arborizzazioni dendritiche e diramazioni assoniche di circa 2.000
neuroni di classi differenti della corteccia prefrontale (PFC) murina. I
ricercatori hanno identificato e descritto alcune particolari variazioni morfologiche
nel soma delle cellule nervose, ossia nel pirenoforo, altre nei dendriti e
negli assoni, fra strati laminari diversi della PFC; altre variazioni di queste
strutture sono state individuate fra subregioni diverse della PFC. Le Gao e
colleghi hanno anche riconosciuto le regole generali del dimensionamento somato-dendritico in rapporto alla citoarchitettonica
corticale.
I ricercatori hanno scoperto 24 sotto-tipi di
dendriti morfologicamente distinguibili, in 1.515 neuroni piramidali di
proiezione, e 405 cellule nervose atipiche, fra neuroni piramidali di
proiezione e neuroni stellati spinosi con pattern di proiezione unici.
L’analisi di corrispondenza tra dendriti, assoni
locali e assoni a lungo raggio, ha rivelato cambiamenti morfologici coerenti
associati con fenotipi elettrofisiologici.
L’analisi integrativa dendrite-assone ha rivelato l’organizzazione
di potenziali connettività intra-colonnari (colonne di dominanza corticali),
interemisferiche e inter-colonnari, tra i tipi dei neuroni di proiezione corticali
della PFC murina.
L’insieme dei risultati, per il cui dettaglio si
rimanda al testo integrale dello studio originale, fornisce un repertorio
strutturale comprensivo per la ricostruzione e l’analisi delle reti neuroniche
della PFC.
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-27 maggio 2023
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