Attività
mentale in utero rivelata da organoidi cerebrali
LORENZO L. BORGIA
NOTE E
NOTIZIE - Anno XXII – 29 novembre 2025.
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]
Oggi abbiamo nozioni
sufficienti per riconoscere l’attività di circuiti e reti cerebrali alla base di
quell’insieme funzionale cerebrale di alto livello cui diamo il nome di
“mente”: se le sequenze di scarica dei singoli neuroni costituiscono i mattoni
dell’edificio di informazione e “messa in onda” all’interno del cervello,
l’attività delle reti è direttamente alla base dei processi mentali, secondo pattern
definiti. Qualche decennio fa, quando nel nostro paese si dibatteva
circa l’età gestazionale a cui si poteva consentire l’interruzione volontaria
di gravidanza da parte della donna, non erano pochi i politici che, per
sostenere che il feto non poteva considerarsi essere umano, enunciavano con
certezza dogmatica una supposizione del tutto erronea, ossia che l’attività
elettrica del cervello avrebbe avuto inizio dopo la nascita. Già allora,
naturalmente, era noto che fin dallo stabilirsi delle prime sinapsi centrali
funzionanti ha inizio un’attività elettrica che, durante lo sviluppo
dell’abbozzo della corteccia cerebrale, comincia ad assumere alcuni dei
caratteri fisiologici post-natali.
Oggi è di estrema attualità
lo studio dei processi cerebrali alla base della mente nel corso dello
sviluppo, per riuscire a definire quando comincia a svilupparsi l’attività che
poi darà luogo ai pattern delle grandi reti neuroniche dell’encefalo, considerati
diretti correlati delle funzioni psichiche del cervello adulto.
Tjitse van der Molen e colleghi hanno lavorato su
organoidi di cervello umano, oltre che su organoidi di cervello murino, per
verificare se, in queste formazioni prodotte artificialmente ma guidate e orchestrate
naturalmente dalle memorie operative del DNA neuronico, si produce attività
elettrica organizzata. Il risultato è stato davvero impressionante: nonostante
l’assenza di input sensoriali gli organoidi producevano pattern
di attività con una precisa organizzazione, che ricorda quella della rete DMN
del cervello umano adulto.
(van der Molen T. et al., Preconfigured
neuronal firing sequences in human brain organoids. Nature Neuroscience – Epub ahead of print doi: 10.1038/s41593-025-02111-0, November 24, 2025).
La provenienza degli autori è la seguente: Department of Biomolecular Engineering,
University of California, Santa Cruz, Santa Cruz, CA (USA); UC Santa Cruz
Genomics Institute, University of California, Santa Cruz, Santa Cruz, CA (USA);
Neuroscience Research Institute, University of California, Santa Barbara, Santa
Barbara, CA (USA); Department of Molecular, Cellular and Developmental Biology,
University of California, Santa Barbara, Santa Barbara, CA (USA); Department of
Electrical and Computer Engineering, University of California, Santa Cruz,
Santa Cruz, CA (USA); Institute of Developmental Neuroscience, Center for
Molecular Neurobiology, Hamburg Center of Neuroscience, University Medical
Center Hamburg–Eppendorf, Hamburg (Germania); Department of Biosystems Science
and Engineering, ETH Zürich, Basel (Svizzera); Department of Biology,
Washington University in St. Louis, St. Louis, MO (USA); Department of Physics,
University of California, Santa Cruz, Santa Cruz, CA (USA); Department of
Molecular, Cell and Developmental Biology, University of California, Santa
Cruz, Santa Cruz, CA (USA); Center for Alternatives to Animal Testing (CAAT),
Department of Environmental Health and Engineering, Bloomberg School of Public
Health, Johns Hopkins University, Baltimore, MD (USA).
In sintesi, lo studio di Tjitse van der Molen e
colleghi ha rilevato: 1) attività intrinsecamente organizzata in forma di
pattern specifici: gli organoidi producevano schemi di accensione neuronica
organizzata che ricordavano quelli della rete di default (DMN, da default
mode network), nonostante l’assenza di informazione sensoriale
dall’ambiente; 2) blueprint codificato
geneticamente: le evidenze indicano che il cervello forma circuiti seguendo
istruzioni built-in, prima che
l’esperienza possa modellarli; 3) strumenti per studiare molti disturbi
cerebrali: questi contrassegni precoci di attività possono aiutare a
identificare il livello, l’epoca e, indirettamente, il tipo di noxa
(patologica o tossica) in rapporto all’alterazione di sviluppo.
Ma,
procediamo seguendo i passi compiuti nell’osservazione sperimentale.
Le osservazioni
condotte su organoidi cerebrali umani e murini hanno consentito di rilevare la
comparsa spontanea di sequenze strutturate di attivazione, sia non guidate
apparentemente da alcuna regione, sia dirette da attività sinaptica di identità
proencefalica. Lo stesso reperto è stato registrato
da sezioni sottili di corteccia cerebrale di topo neonato ex-vivo.
I
ricercatori hanno potuto vedere e studiare, sia negli organoidi umani che in
quelli murini, come pure nella corteccia somatosensoriale postnatale murina, pattern
di accensione dei circuiti sia rigidi, sia flessibili. Tale
reperto non si aveva nelle colture primarie di corteccia dissociate, indicando
la necessità della forma organizzativa simil-cerebrale per l’espressione dei pattern.
Le precise
e definite sequenze temporali dei pattern rilevate da Tjitse van der Molen e colleghi
non emergevano in modo dipendente dall’esperienza, ma apparivano piuttosto
vincolate da un’architettura organica, cioè costituita da più tessuti (glia,
ependima, neuroni, ecc.) e biologicamente strutturata con proprie funzioni
legate al livello di organizzazione stabilito ereditariamente e riprodotto dai
programmi naturali di sviluppo.
Oltre a
costituire una significativa prova a sostegno dell’importanza dei programmi
intrinseci di sviluppo per la fisiologia del cervello e dell’utilità degli
organoidi per questo genere di studi, il lavoro costituisce una prova
dell’inizio dell’attività generale cerebrale che caratterizza la funzione
psichica prima della nascita.
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”).
Lorenzo L. Borgia
BM&L-29 novembre 2025
________________________________________________________________________________
La Società
Nazionale di Neuroscienze BM&L-Italia, affiliata alla International Society
of Neuroscience, è registrata presso l’Agenzia delle Entrate di Firenze,
Ufficio Firenze 1, in data 16 gennaio 2003 con codice fiscale 94098840484, come
organizzazione scientifica e culturale non-profit.