Un team internazionale di neuroscienziati ha realizzato un’impresa che fino a poco tempo fa sembrava impossibile: la mappa 3D più dettagliata mai creata del cervello di un mammifero, composta da oltre 84.000 neuroni e 500 milioni di sinapsi. Il risultato, pubblicato su Nature, potrebbe rivoluzionare la comprensione del funzionamento del cervello umano.
Il punto di partenza? Un topo che guarda “Matrix”
Lo studio ha preso il via in modo curioso: un topo geneticamente modificato ha osservato una serie di videoclip — frammenti di film, documentari naturalistici e animazioni — mentre i suoi neuroni nella corteccia visiva si illuminavano, rendendo visibile l’attività cerebrale in tempo reale.
Utilizzando un microscopio laser ad altissima precisione, i ricercatori del Baylor College of Medicine hanno registrato ogni impulso elettrico. Da lì, l’Allen Institute ha sezionato il tessuto cerebrale in oltre 25.000 fette ultrasottili, scattando quasi 100 milioni di immagini con microscopi elettronici.
La potenza dell’intelligenza artificiale: il cervello ricostruito in 3D
Il vero salto tecnologico è avvenuto nell’analisi: grazie all’intelligenza artificiale e a sofisticati software, gli scienziati hanno ricostruito il tessuto neurale in una dettagliatissima mappa tridimensionale.
Ogni neurone è stato colorato digitalmente per rendere visibile il suo percorso attraverso una rete intricata di assi e dendriti, simile a un labirinto di spaghetti. Se distesi, i collegamenti all’interno del solo frammento studiato coprirebbero oltre 5 chilometri.
“È come osservare una galassia di connessioni. Ti rendi conto di quanto siamo complessi”, ha affermato Forrest Collman, uno dei principali ricercatori dell’Allen Institute.
Struttura e funzione finalmente collegate
La mappa non solo mostra come sono collegate le cellule cerebrali, ma consente anche di associarle all’attività neurale registrata mentre il topo guardava i video. Questo è un traguardo raramente raggiunto su questa scala: unire anatomia e funzione, aprendo nuove prospettive su come nascono pensieri, percezioni e comportamenti.
Implicazioni rivoluzionarie per la neurologia
Oltre al fascino tecnico, questa ricerca ha enormi potenziali applicazioni mediche. Comprendere come funziona il cervello sano è il primo passo per confrontarlo con cervelli affetti da patologie come:
- Alzheimer
- Autismo
- Schizofrenia
- Epilessia
“Per la prima volta, possiamo davvero cercare schemi anomali di connettività alla base di disturbi neurologici”, ha spiegato Sebastian Seung di Princeton.
Un’eredità aperta a tutti, come il Progetto Genoma Umano
Proprio come avvenne per la genetica con il Progetto Genoma Umano, anche questa mappatura cerebrale è stata resa pubblica e accessibile. Gli utenti possono esplorare la ricostruzione online, tracciare percorsi neurali e persino condurre esperimenti digitali.
Scienziati di tutto il mondo, ma anche curiosi e appassionati, possono accedere a una risorsa open source che promette di cambiare per sempre lo studio del cervello.
“Non stiamo solo osservando neuroni: stiamo osservando il futuro della comprensione mentale”, concludono Mariela Petkova e Gregor Schuhknecht di Harvard.
