Atlante Cervello umano: Scoperte sorprendenti e collegamenti con le malattie

Un team internazionale di scienziati ha presentato l’atlante più dettagliato fino ad oggi delle cellule cerebrali umane. La mappa tridimensionale del cervello comprende attualmente più di 3000 diversi sottotipi cellulari, una diversità sorprendente anche per gli stessi ricercatori, ha affermato Kimberly Siletti, neuroscienziata del Centro medico dell’Università di Utrecht nei Paesi Bassi.

Il lavoro, pubblicato il 12 ottobre in un pacchetto di 21 articoli sulle riviste Science, Science Advances e Science Translational Medicine, aiuterà, tra le altre cose, lo studio delle malattie, la cognizione e la comprensione di ciò che ci rende umani, sottolineano gli autori.

In precedenza, gli scienziati avevano mappato il cervello utilizzando tecniche come la risonanza magnetica. Lo studio attuale presenta il primo atlante dell’intero cervello a livello di singola cellula, rivelando complesse interazioni molecolari. La sua creazione ha coinvolto il sequenziamento dell’RNA di oltre 3 milioni di singole cellule provenienti da 106 regioni del cervello.

L’atlante del Cervello umano

L’atlante del cervello è una mappa tridimensionale del cervello che fornisce una risoluzione senza precedenti dell’intero cervello per gli esseri umani e i primati non umani. Comprende la localizzazione e la funzione di circa 200 tipi e 3.000 sottotipi di cellule negli individui adulti e in via di sviluppo.

I neuroni, le cellule del cervello e del sistema nervoso che inviano e ricevono segnali, variano ampiamente nelle diverse parti del cervello, suggerendo funzioni e storie di sviluppo diverse.

Anche il mix di neuroni e altri tipi di cellule differisce in ciascuna regione. Alcune cellule sono state trovate solo in posizioni specifiche. Il tronco encefalico, una struttura relativamente poco studiata che collega il cervello al midollo spinale, ospitava un numero particolarmente elevato di tipi di neuroni, spiega uno dei coautori dello studio, Sten Linnarsson del Karolinska Institute di Stoccolma, Svezia. “Una delle grandi sorprese qui è quanto sia incredibilmente complesso il tronco cerebrale”, ha detto.

Rapporto con le malattie

Migliorare la comprensione di come gli interruttori genetici possano contribuire al rischio di sviluppare malattie era l’obiettivo di uno degli studi, condotto da Bing Ren, un biologo molecolare dell’Università della California, a San Diego.

I ricercatori hanno scoperto collegamenti tra alcuni tipi di cellule cerebrali e disturbi neuropsichiatrici, tra cui il disturbo bipolare, la depressione e la schizofrenia.

Il team di Ren ha utilizzato dati provenienti da diversi tipi di cellule studiati per prevedere come gli interruttori genetici (regolatori dell’attivazione genetica durante lo sviluppo embrionale) influenzano la regolazione genetica e aumentano il rischio di malattie neurologiche. Ad esempio, nelle cellule chiamate microglia, responsabili di “mangiare” le cellule morte, la presenza di alcuni interruttori genetici è strettamente correlata al rischio di soffrire di Alzheimer.

Identificare gli interruttori che attivano o bloccano l’espressione genica nelle cellule cerebrali potrebbe essere utile nella diagnosi dei disturbi cerebrali e nello sviluppo di trattamenti personalizzati, dicono gli esperti.

Attualmente, gli scienziati continuano a migliorare l’atlante. Ora intendono studiare le differenze nelle cellule cerebrali a seconda dell’età di una persona e della loro provenienza.

Il prossimo passo per il team molecolare dell’UC San Diego è sequenziare più cellule da tutte le parti del cervello. I ricercatori intendono anche creare un quadro di come il cervello umano può variare tra popolazioni e gruppi di età.