Mappate le quasi 200 miliardi di cellule del cervello umano

Oltre 86 miliardi di neuroni e altre 100 miliardi di cellule di 3.000 tipi diversi: sono questi gli incredibili numeri del più completo atlante delle cellule del cervello umano e dei primati non umani, realizzato nell’ambito della Brain Initiative, l’enorme progetto coordinato dai National Institutes of Health degli Stati Uniti al quale partecipano decine di centri di ricerca di tutto il mondo. L’obiettivo è migliorare la comprensione del cervello e sviluppare nuove terapie contro le malattie che lo colpiscono. I dati sono stati presentati in ben 21 ricerche pubblicate sulle riviste Science, Science Advances e Science Translational Medicine.

Quello della Brain Initiative è uno sforzo senza precedenti, nato nel 2013 per tentare di comprendere al meglio come funziona il cervello, rispondere a domande fondamentali come il cosa ci rende umani, e facilitare lo sviluppo di nuove terapie per combattere malattie neurodegenerative come l’Alzheimer. Le 21 ricerche pubblicate sono la prima, fondamentale mappatura completa delle cellule che compongono il più complessodegli organi, fatta analizzando anche l’espressione dei vari geni.

I primi risultati indicano, per esempio, che ogni regione del cervello è caratterizzata dalla presenza, in proporzioni diverse, di circa 3.000 tipi di cellule. Sono dati fondamentali per capire come funziona, ma per capire le differenze tra il nostro cervello e quello degli altri primati, capire dunque le similitudini nel loro uso come modelli del nostro, migliorare l’uso degli organoidi – mini repliche in laboratorio del cervello – e capire lo sviluppo di alcune malattie.

“E’ un momento cruciale per le neuroscienze – ha commentato Ed Lein, dell’Istituto Allen negli Stati Uniti e coinvolto in molti dei 21 studi pubblicati – grazie alle più moderne tecnologie, si può comprendere in dettaglio l’organizzazione delle cellule del cervello umano e degli altri primati”.

“Il cervello è un qualcosa di incredibilmente complicato e avere una mappa completa di tutte le sue cellule è una base di partenza fondamentale per poterlo comprendere”, ha detto Paolo Vezzoni dell’Istituto di Ricerca Genetica e Biomedica del Consiglio Nazionale delle Ricerche e dell’Istituto Humanitas. Lanciato come una sorta di prosecuzione ideale del progetto Genoma che aveva portato al sequenziamento dell’intero genoma umano e quello di alcuni dei primati a noi più vicini, la Brain Initiative arriva ora a pubblicare la più completa mappa del cervello, l’organo umano più complesso e a cui dobbiamo molte delle nostre più importanti capacità nonché la coscienza.

“Finora – ha aggiunto Vezzoni – le mappe del cervello che avevamo a disposizione erano basate prevalentemente sulla morfologia e l’istologia delle cellule, ossia le caratteristiche visibili al microscopio, ora usando la genetica si è riusciti a definire aspetti invisibili al microscopio”. Nonostante tutte le cellule di un individuo condividano esattamente lo stesso Dna ogni tipologia di cellula, ad esempio quelle del fegato o quelle della pelle, esprime solo una parte delle informazioni contenute: “possiamo definire un tipo cellulare proprio in base al set di geni che esprime”. Ne è nato così il più dettagliato atlante delle cellule cerebrali mai fatto finora: un ‘mondo’ fatto da oltre 3.000 tipologie di cellule differenti, per un totale di quasi 200 miliardi, di cui 86 miliardi sono neuroni di vario tipo mentre le altre sono cellule come le glia che hanno funzioni varie, ad esempio di sostentamento o di difesa.

“Il risultato finale è una mappa – ha aggiunto – un punto di partenza su cui poi si innesteranno studi specializzati di ogni tipo. Probabilmente ci vorranno decenni se non secoli per approcciare alcuni problemi aperti, ad esempio su cosa sia e come si sviluppi la coscienza, un tema di cui, nonostante alcuni annunci, non sappiamo ancora praticamente nulla”. Uno degli aspetti più rilevanti nel breve periodo, ha aggiunto il ricercatore del Cnr-Irgb, è sicuramente nel campo evoluzionistico: “Dopo che con il progetto genoma abbiamo potuto ricostruire lo sviluppo genetico e i cambiamenti avvenuti tra noi e gli altri primati negli ultimi 8 milioni di anni ora potremmo fare lo stesso anche sulle differenze del cervello. Elementi importanti per capire alcuni degli aspetti che ci rendono umani, differenziandoci dagli altri primati”.

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