Svelato il ruolo del “piccolo cervello” nel salto cognitivo umano

Il ruolo del cervelletto nell’evoluzione cognitiva ‍umana

Un team di ricercatori dell’Università di Heidelberg ha condotto uno studio approfondito sullo‌ sviluppo del cervelletto in ⁣esseri ⁣umani, topi e opossum, scoprendo ⁤la sua‍ struttura complessa e il suo ruolo significativo nell’evoluzione cognitiva umana. Queste​ scoperte forniscono nuove intuizioni sullo⁢ sviluppo del cervello e sulle malattie correlate, con particolare attenzione​ alle cellule di Purkinje e alle variazioni genetiche avvenute​ nel corso di 160 milioni di ​anni.

La complessità ​del cervelletto

Struttura e funzione

Il cervelletto, situato nella parte posteriore del⁤ cranio, contiene circa l’80% di tutti‍ i neuroni presenti nel cervello umano. Nonostante ciò, per lungo tempo è stato considerato una regione cerebrale con un’architettura cellulare piuttosto ⁤semplice. Tuttavia, recenti evidenze suggeriscono una notevole eterogeneità all’interno di questa struttura,‍ come spiega il Prof. Henrik Kaessmann del Centro di Biologia Molecolare dell’Università di Heidelberg.

Mappatura genetica

I‍ ricercatori di Heidelberg hanno classificato sistematicamente tutti i tipi di cellule presenti nel cervelletto in via di‌ sviluppo di esseri umani, topi e opossum. ⁣Utilizzando tecnologie⁢ di sequenziamento di singole‍ cellule, hanno raccolto profili molecolari da quasi ​400.000 cellule individuali e hanno impiegato procedure che consentono la mappatura spaziale dei tipi ​cellulari.

Cellule di ⁢Purkinje e ⁢funzione cognitiva

Importanza nelle fasi iniziali⁤ dello sviluppo

I dati raccolti hanno mostrato che nel cervelletto umano, la proporzione ​di cellule di Purkinje – grandi neuroni complessi ‌con funzioni ⁤chiave nel cervelletto – è⁣ quasi il doppio rispetto a quella di topi e opossum nelle prime fasi dello sviluppo fetale. Questo⁢ aumento è principalmente guidato da⁤ specifici sottotipi di cellule di Purkinje‍ che si generano per primi ‌durante⁤ lo sviluppo e che‌ probabilmente comunicano con aree neocorticali ⁣coinvolte ⁤nelle funzioni cognitive nel cervello maturo.

Contributo all’evoluzione ⁤umana

“È ragionevole pensare che l’espansione di questi specifici‌ tipi di cellule di Purkinje durante l’evoluzione umana supporti funzioni cognitive superiori negli esseri umani”, spiega la ‍Dr.ssa Mari Sepp, ricercatrice post-dottorato nel gruppo di ricerca del Prof. Kaessmann “Evoluzione funzionale dei genomi dei mammiferi”.

Analisi genetica e intuizioni‌ evolutive

Programmi di espressione genica

Utilizzando‌ approcci ⁢bioinformatici, i ricercatori hanno confrontato i programmi di espressione genica‌ nelle cellule⁢ del cervelletto ‍di esseri umani, topi e opossum. Questi programmi sono definiti dalle attività⁤ finemente ⁤regolate di una miriade di geni che determinano i tipi in cui le cellule si differenziano ⁢nel corso dello ‍sviluppo. Sono stati identificati geni con profili di attività specifici per tipo cellulare che​ sono stati conservati tra le ‍specie per almeno circa 160 milioni di anni di evoluzione.

Geni con profili di attività differenziati

Allo stesso tempo, gli scienziati hanno identificato ⁢oltre 1.000 geni con profili di attività che differiscono tra esseri umani, topi e opossum. “A livello di tipi cellulari, accade abbastanza frequentemente che⁣ i geni ottengano⁣ nuovi profili di attività. Ciò significa che geni ancestrali, presenti in tutti i mammiferi, diventano attivi in⁣ nuovi tipi cellulari durante l’evoluzione, potenzialmente cambiando le ⁢proprietà‍ di queste cellule”, afferma il Dr. Kevin Leiss, che al momento dello studio era dottorando nel gruppo ⁢di ricerca del ⁢Prof. Kaessmann.

Implicazioni per la ricerca biomedica

Geni associati a disturbi neurologici

Tra i geni ⁢che ‌mostrano profili di​ attività che differiscono tra ​esseri umani e topi, diversi sono associati a disturbi dello sviluppo neurologico o a tumori cerebrali ‌infantili, spiega il Prof. Pfister,⁤ direttore del Centro di Oncologia Pediatrica Hopp di Heidelberg, capo di una divisione ‌presso il Centro di Ricerca sul Cancro​ Tedesco e​ oncologo pediatrico consulente presso l’Ospedale Universitario di Heidelberg.

Orientamento nella ricerca di modelli sperimentali

I risultati dello studio potrebbero fornire preziose indicazioni nella ricerca di sistemi modello adeguati – oltre‍ al modello ​del topo – per esplorare ulteriormente tali malattie. Lo ‍studio è stato finanziato⁢ dal Consiglio⁣ Europeo della Ricerca e i dati sono disponibili in un database pubblico.

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