Un passo avanti nello studio del cervello umano grazie alla mappatura neuronale in alta risoluzione della porzione preposta al linguaggio: l’area di Broca. Un grande lavoro che ha visto la partecipazione di un team di ricercatori internazionali, fra cui, come unità italiana, il Laboratorio europeo di Spettroscopie Non Lineari (LENS), con sede a Sesto Fiorentino.
I ricercatori italiani, associati al LENS, sono afferenti ai dipartimenti di Biologia, Fisica ed Astronomia, e Medicina Sperimentale e Clinica dell’Università di Firenze. Otre che all’Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle ricerche (Cnr-Ino). Francesco Saverio Pavone, docente di Fisica della materia presso il dipartimento di fisica dell’Ateneo fiorentino, è a capo dell’unità italiana.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Science Advances.
Cervello, l’atlante della corteccia
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Il team ha elaborato un atlante cellulare della corteccia cerebrale del cervello umano a livello di singola cellula. Un traguardo reso possibile da una combinazione di tecniche avanzate di imaging e analisi dati che hanno permesso di ricostruire l’architettura cellulare di una regione del lobo frontale del cervello. La cosiddetta area di Broca.
Come spiegato dal Cnr in una nota, la comprensione del tipo di cellule e la loro distribuzione spaziale è fondamentale per capire come i circuiti neurali generano percezioni e comportamenti complessi. Infatti, il cervello umano è estremamente articolato e abbraccia una vasta gamma di scale spaziali. Dunque, per capirne proprietà e funzionalità, è necessario studiarne la struttura nel dettaglio, nelle sue numerose classi di neuroni. Per poi visualizzarne la distribuzione nell’intero volume del cervello.
Il team ha quindi sviluppato una nuova modalità per documentare e quantificare l’organizzazione cellulare dei neuroni a livello micrometrico. Ma mantenendo il riferimento spaziale macroscopico dell’intero cervello umano.
Mappatura neuronale, centri di ricerca
Dietro all’importante risultato scientifico, c’è un grande sforzo congiunto a cui hanno partecipato, oltre al Lens, prestigiosi centri di ricerca. Nell’elenco troviamo il Dipartimento di Radiologia dell’ Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging del Massachusetts General Hospital. A seguire Il Dipartimento di Ingegneria Biomedica della Boston University, il Nash Family Department of Neuroscience e il Friedman Brain Institute presso l’Icahn School of Medicine at Mount Sinai (NY-USA). Infine il Dipartimento di Medical Physics e Biomedical Engineering dell’ University College (London – UK).
Inoltre, il progetto è inserito nel programma di ricerca del National Institutes of Health (NIH) sulla mappatura cerebrale. E ha il supporto locale dell’Ente Cassa di Risparmio di Firenze col progetto “Human Brain Optical mapping”.
Cervello, nuovi finanziamenti per la ricerca
Nella nota il Cnr scrive: “avendo dimostrato che è possibile realizzare un atlante cellulare di una regione corticale identificabile, il team di ricerca internazionale ha anche ottenuto un nuovo importante finanziamento di circa 4,5 milioni di dollari dal National Institutes of Health (NIH) per un progetto della durata di tre anni all’interno del programma americano “BRAIN CONNECTS” (the BRAIN Initiative Connectivity Across Scales).
I metodi sviluppati saranno utilizzati per studiare la connettività del cervello. In particolare della zona del tronco encefalico, risolvendo a livello microscopico non solo i tipi di cellule presenti, ma anche i percorsi e le reti neurali che la caratterizzano e le connessioni che stabiliscono il funzionamento cervello-corpo”.