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Un neurone appena scoperto può dirci cosa rende unico il cervello umano
Un neurone rosa canina (a sinistra) e una cellula piramidale di collegamento (a destra). Foto: Tamas Lab / Università di Szeged
Gli scienziati hanno fatto un altro passo avanti verso la comprensione di ciò che rende unico il cervello umano. Un team internazionale ha identificato un tipo di cellula cerebrale che esiste nelle persone ma non nei topi, e ha pubblicato di recente lo studio sulla rivista Nature Neuroscience.
"Questo tipo particolare di cellula aveva proprietà che non erano mai state descritte in altre specie", dice Ed Lein, uno degli autori dello studio e ricercatore dell'Allen Institute for Brain Science di Seattle. La scoperta potrebbe aiutare a spiegare perché molti trattamenti sperimentali per i disturbi cerebrali hanno funzionato nei topi, ma hanno fallito nelle persone.
Potrebbe anche fornire nuovi indizi agli scienziati che studiano i disturbi del cervello umano che vanno dall'autismo, al morbo di Alzheimer, alla schizofrenia. "Può essere che per comprendere appieno i disturbi psichiatrici, abbiamo bisogno di accedere a questi tipi speciali di neuroni che esistono solo negli esseri umani", dice Joshua Gordon, direttore del National Institute of Mental Health, che ha cofinanziato la ricerca.
I ricercatori hanno suggerito diverse altre cellule cerebrali che potrebbero essere uniche per l'uomo. Ma queste cellule sono state trovate in altre specie, o le prove della loro esistenza erano meno convincenti. È comunque possibile che questi nuovi neuroni identificati si trovino anche nel cervello dei primati come scimmie o scimpanzé, afferma Lein.
Le cellule cerebrali sono state nominate "neuroni cinòrrodo" (dal nome dei falsi frutti della rosa canina) da un gruppo dell'Università di Szeged in Ungheria, che ha avuto un ruolo chiave nella scoperta. Lo scienziato Gábor Tamás e i membri del suo laboratorio studiavano cellule cerebrali chiamate neuroni inibitori, che agiscono come i freni di un'automobile, dicendo ad altre cellule cerebrali quando rallentare.
Tamas stava registrando segnali elettrici da neuroni inibitori prelevati dalla corteccia di due uomini morti. "Nel corso di queste registrazioni, ha iniziato a notare un tipo di cellula molto particolare che, per lui, aveva la forma di una rosa dopo che i petali sono caduti", dice Lein. "Così li ha chiamati cellule cinòrrodo".
Per caso, anche gli scienziati dell'Allen Institute avevano identificato queste cellule con un approccio completamente diverso, una nuova tecnica che permetteva loro di rilevare i geni attivati nelle cellule del cervello umano. Quindi i ricercatori hanno combinato ciò che avevano appreso e hanno confermato che le cellule cinòrrodo erano un sottotipo distinto di neuroni inibitori.
La scoperta mette in discussione le prove precedenti che il cervello umano è semplicemente più grande e più sofisticato di un cervello di topo. Ad un certo punto, gli umani hanno acquisito almeno un tipo di cellula cerebrale che un topo non ha. Gli scienziati non sono sicuri di cosa facciano le cellule cinòrrodo, anche se sembrano essere coinvolte nel controllo del flusso di informazioni in specifiche aree del cervello.
Ma, indipendentemente dalla loro precisa funzione, la scoperta dei neuroni cinòrrodo ha implicazioni per la ricerca sul cervello. Per prima cosa, "mette in dubbio l'uso dei topi per studiare alcuni elementi della funzioni e delle malattie umane", afferma Lein. E poiché i neuroni cinòrrodo sono un tipo di neurone inibitorio, potrebbero avere un ruolo nelle malattie mentali, dice.
"Questo tipo di cellule [i neuroni inibitori] sono estremamente importanti", dice. E quando c'è disfunzione in loro, dice, può "essere collegata direttamente a diversi tipi di malattie neuropsichiatriche, come la schizofrenia".
L'identificazione dei neuroni cinòrrodo fa parte di uno sforzo molto più ampio da parte del National Institutes of Health per identificare ogni tipo di cellula presente nel cervello di topi, scimmie e persone. Fa anche parte dell'iniziativa federale BRAIN annunciata dal presidente Barack Obama nel 2013.
Queste iniziative stanno sfruttando le nuove tecnologie che potrebbero rivelare altre cellule cerebrali che esistono nelle persone ma non negli animali, dice Gordon: "Penso che sia molto, molto probabile che questa sia solo la punta dell'iceberg".
Fonte: Jon Hamilton in NPR.org (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Eszter Boldog, Trygve E. Bakken, Rebecca D. Hodge, Mark Novotny, Brian D. Aevermann, Judith Baka, Sándor Bordé, Jennie L. Close, Francisco Diez-Fuertes, Song-Lin Ding, Nóra Faragó, Ágnes K. Kocsis, Balázs Kovács, Zoe Maltzer, Jamison M. McCorrison, Jeremy A. Miller, Gábor Molnár, Gáspár Oláh, Attila Ozsvár, Márton Rózsa, Soraya I. Shehata, Kimberly A. Smith, Susan M. Sunkin, Danny N. Tran, Pratap Venepally, Abby Wall, László G. Puskás, Pál Barzó, Frank J. Steemers, Nicholas J. Schork, Richard H. Scheuermann, Roger S. Lasken, Ed S. Lein & Gábor Tamás. Transcriptomic and morphophysiological evidence for a specialized human cortical GABAergic cell type. Nature Neuroscience, vol. 21, pagg. 1185–1195 (2018) DOI: 10.1038/s41593-018-0205-2
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