Ricerche

Scienziati stanno sviluppando una tecnica per mappare per la prima volta insieme sia le connessioni che le funzioni delle cellule nervose nel cervello, avvicinandosi alla creazione di un modello computerizzato del cervello umano.

Un settore emergente della ricerca nell'ambito delle neuroscienze, noto come 'connectomics', è parallelo alla genomica, che mappa il nostro patrimonio genetico. Connectomics si propone di dettagliare le sinapsi del cervello e definire come le informazioni viaggiano attraverso il cervello.

Capendo come sono generate nel cervello percezioni, sensazioni e pensieri e come queste funzioni si deteriorano, gli scienziati sperano di essere in grado di diagnosticare e trattare malattie come il morbo di Alzheimer, la schizofrenia e gli effetti dell'ictus.

Il cervello umano medio contiene in media 150.000 miliardi di sinapsi e il dottor Tom Mrsic-Fogel, dell'University College London (UCL), ha assunto la guida di un team di ricercatori impegnati a dare un senso a questa complessità. "Come facciamo a capire come funzionano i circuiti neurali del cervello?" ha detto Fogel in un comunicato. "In primo luogo abbiamo bisogno di capire la funzione di ogni neurone e scoprire a quali altre cellule cerebrali si collega. Se troviamo un modo di mappare le connessioni tra le cellule nervose di certe funzioni, allora saremo in grado di iniziare a sviluppare un modello al computer per spiegare come le complesse dinamiche delle reti neurali generano pensieri, sensazioni e movimenti".

Le cellule nervose in aree diverse del cervello svolgono funzioni diverse. Ad esempio, alcuni neuroni della parte della corteccia visiva del cervello sono specializzati nel rilevare i bordi delle immagini. Alcuni si attiveranno al rilevamento di un bordo orizzontale, altri da uno verticale, altri rispondono alle caratteristiche visive più complesse come le facce. Quindi le lesioni in questa zona del cervello spesso impediscono alle persone di essere in grado di riconoscere i volti.

Nella più recente edizione online della rivista Nature, il team della UCL, spiega una tecnica sviluppata nei topi in cui i ricercatori sono stati in grado di guardare nella corteccia visiva del relativo cervello, contenente migliaia di neuroni e milioni di connessioni. Con l'utilizzo di imaging avanzato, i ricercatori sono stati in grado di individuare quali di questi neuroni rispondono a un particolare stimolo visivo, ad esempio un bordo orizzontale. Esaminando una porzione del tessuto stesso, i ricercatori hanno applicato piccole correnti a un sottoinsieme di neuroni alla volta, per vedere quali altri neuroni hanno risposto - e, quindi, quali di questi sono stati sinapticamente collegati. Questa tecnica, ripetuta molte volte, ha fatto emergere una mappa delle funzioni e della connettività delle cellule nervose della corteccia visiva.

"Stiamo cominciando a districare la complessità del cervello", ha spiegato Fogel a Reuters. "Una volta che abbiamo capito la funzione e la connettività delle cellule nervose, abbracciando diversi strati del cervello, possiamo iniziare a sviluppare una simulazione al computer di come funziona questo importante organo. Ma ci vorranno molti anni di sforzi concertati tra gli scienziati e una massiccia potenza di elaborazione del computer prima che possa essere realizzato".

Per approfondire sulla rete: University College London,  Nature

Pubblicato su RedOrbit il 11 aprile 2011 Traduzione di Franco Pellizzari.

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