Un gruppo di ricercatori ha realizzato la mappa più dettagliata mai creata della struttura del cervello umano analizzando un millimetro cubo di tessuto cerebrale: le scoperte sono state sorprendenti
@Google Research & Lichtman Lab/Università di Harvard
Un gruppo di ricercatori dell’Università di Harvard, in collaborazione con Google Research, ha realizzato la mappa più dettagliata mai creata della struttura del cervello umano. Questo risultato è stato ottenuto analizzando un singolo millimetro cubo di tessuto cerebrale prelevato da un paziente con epilessia durante un intervento chirurgico.
Per realizzare questa mappa, il team ha utilizzato la microscopia elettronica per ottenere immagini ad altissima risoluzione. Il tessuto è stato suddiviso in oltre 5.000 sottilissime sezioni, ciascuna delle quali è stata digitalizzata, generando un’enorme quantità di dati: circa 1.400 terabyte. L’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico sono stati impiegati per ricostruire un modello tridimensionale delle cellule e delle connessioni presenti nel campione.
L’analisi ha rivelato la presenza di oltre 57.000 cellule, tra cui neuroni e cellule gliali, con queste ultime in netta maggioranza. Inoltre, sono stati identificati circa 150 milioni di sinapsi, le connessioni attraverso cui i neuroni comunicano tra loro.
@Google Research & Lichtman Lab/Università di Harvard
Neuroni iperconnessi: un’architettura cerebrale sorprendente
Un aspetto particolarmente sorprendente dello studio è stato il ritrovamento di neuroni che instaurano un numero insolitamente alto di connessioni con cellule specifiche, arrivando a formare fino a 50 sinapsi con un singolo neurone bersaglio. Questo fenomeno, più frequente del previsto, suggerisce l’esistenza di meccanismi di connessione altamente specializzati ancora da comprendere.
Un’altra scoperta riguarda l’organizzazione delle cellule piramidali, un tipo di neurone presente nella corteccia cerebrale. Queste cellule sembrano disporsi in due orientamenti speculari, un dettaglio strutturale di cui non si conosce ancora il significato funzionale.
I dati ottenuti sono stati resi pubblici attraverso il software “Neuroglancer”, permettendo ai ricercatori di tutto il mondo di esplorare questa intricata rete di connessioni cerebrali. Questa mappa rappresenta un passo avanti nella connettomica, la disciplina che studia le connessioni neurali nel cervello, e potrebbe fornire nuove intuizioni sul funzionamento del sistema nervoso e sulle patologie neurologiche.
Il prossimo obiettivo del team è realizzare una mappa completa del cervello di un topo, un’impresa che richiederà una quantità di dati fino a 1.000 volte superiore. Anche se la mappatura dell’intero cervello umano rimane un traguardo ancora lontano, queste ricerche aprono nuove prospettive per la comprensione della mente e delle sue complesse dinamiche.
Fonte: Science
