La ricerca nel campo della neuroscienza ha compiuto un passo da gigante grazie al lavoro di un gruppo di scienziati che ha mappato oltre 2,3 milioni di cellule cerebrali di topi. Questo studio, che fa parte di un progetto più ampio volto a creare un dettagliato atlante delle cellule cerebrali, ha importanti implicazioni per la comprensione del funzionamento del cervello e il trattamento dei disturbi neuropsichiatrici.
La scoperta delle cellule cerebrali
La diversità cellulare nel cervello
Nonostante tutte le nostre cellule condividano lo stesso DNA, esistono migliaia di tipi di cellule differenti nel cervello umano, ognuna con una struttura e una funzione uniche. Uno dei problemi più complessi in neuroscienza è determinare come i geni vengano attivati e disattivati per formare il mosaico di diversi tipi di cellule all’interno del cervello.
La regolazione genica e la formazione delle cellule
Gli scienziati della University of California San Diego School of Medicine hanno pubblicato due nuovi studi che ci avvicinano alla soluzione di questo mistero, analizzando più di 2,3 milioni di singole cellule cerebrali di topi per creare una mappa completa del cervello del topo e utilizzando l’intelligenza artificiale per aiutare a prevedere quali tratti di DNA vengono utilizzati per determinare il tipo di una cellula cerebrale.
Implicazioni per la comprensione del cervello
Il linguaggio molecolare del cervello
“Il DNA di una cellula è come il suo linguaggio”, ha affermato l’autore principale Bing Ren, professore alla UC San Diego School of Medicine. ”Così come ci sono certe radici comuni che molte lingue condividono, ci sono certi geni e modelli di espressione genica che sono conservati tra diverse specie. Imparare a comprendere e interpretare il linguaggio molecolare del cervello può aiutarci a saperne di più su come funziona il cervello in generale e su cosa succede al cervello nelle condizioni neuropsichiatriche.”
L’atlante delle cellule cerebrali e l’iniziativa BRAIN
I due nuovi articoli fanno parte di un pacchetto di 10 studi che descrivono il primo atlante completo dei tipi di cellule di un cervello di mammifero, guidato da ricercatori della UC San Diego, del Salk Institute for Biological Studies, dell’Allen Institute for Brain Science e di altre istituzioni. La ricerca fa parte dell’iniziativa Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies® (BRAIN Initiative®), lanciata nel 2014 per approfondire la nostra comprensione dei meccanismi interni della mente umana e migliorare il modo in cui trattiamo, preveniamo e curiamo i disturbi del cervello.
La rete Cell Census Network e le sue scoperte
Uno dei progetti più ambiziosi nell’ambito dell’iniziativa BRAIN è la Cell Census Network (BICNN), che mira a descrivere le cellule cerebrali umane in dettagli molecolari senza precedenti, classificandole in sottotipi più precisi, individuando la loro posizione nel cervello e tracciando come le caratteristiche cellulari cambiano nel corso della vita. Quest’anno, Ren e altri scienziati del BICNN hanno pubblicato un atlante del cervello umano, che ha identificato più di cento tipi di cellule cerebrali. Il loro nuovo atlante del cervello del topo integra questo lavoro e lo amplia confrontando i cervelli di diverse specie.
Rilevanza per le malattie umane
Sebbene l’iniziativa BRAIN e il BICNN siano ancora progetti in corso, alcune intuizioni si stanno già rivelando rilevanti per le malattie umane. Ad esempio, i ricercatori hanno scoperto che molti dei programmi genetici che determinano il tipo di cellula si trovano in parti del genoma già implicate in malattie umane, come la sclerosi multipla, l’anoressia nervosa e il disturbo da uso di tabacco. Questo potrebbe aiutare a far luce su come i disturbi neuropsichiatrici influenzano il cervello.
“Il cervello non è omogeneo e le malattie non colpiscono tutte le parti del cervello allo stesso modo”, ha detto Ren. “Le intuizioni di questa ricerca e dell’iniziativa BRAIN nel suo insieme ci stanno aiutando a comprendere meglio quali tipi di cellule sono colpite in malattie specifiche. Speriamo che questo apra la strada a terapie più precise e mirate che possano guarire le cellule malate senza influenzare il resto del cervello.”
