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Progetto Connettoma Umano – seconda parte

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Eccoci con gli altri 5 punti per capire bene e in modo semplice cosa sia e quanto importante il Progetto Connettoma Umano

  1. Che tipo di tecnologia è stata utilizzata per l’ HPC?

Solo la migliore. Per condurre il lavoro, gli scienziati hanno scelto attrezzature di neuroimaging non invasive, tra cui delle apparecchiature personalizzate per ogni soggetto e innovativi hardware a MRI (Magnetic resonance imaging). Gli strumenti ad alta risoluzione non solo sono tra i più sensibili al mondo ma richiedono anche pochissimo tempo per produrre un’immagine. Le tecnologie utilizzate rivelano il cervello nel suo insieme e in un modo estremamente dettagliato, come mai era successo prima.

  1. Cos’è stato scoperto finora?

Le sorprese sono molte. È stato osservato che, invece del caos, le fibre di connessione sono organizzate in una griglia a 3D ordinata, in cui gli assoni (i tentacoli con cui i neuroni dialogano tra loro), corrono su e giù e sinistra e a destra, al netto di eventuali diagonali o grovigli. La rivista Science paragona il layout in 3D del cervello con l’esatta esecuzione di un piano urbano (come quello di New York) fatto di strade che corrono in due direzioni e ascensori degli edifici che viaggiano in su e in giù, in un perfetto rapporto. Stranamente, nelle zone pianeggianti della griglia, le fibre si sovrappongono a precisi angoli di 90 gradi e si intrecciano in un modo molto simile a un tessuto, dicono gli scienziati.

Tuttavia, continuando con la metafora dell’organizzazione urbana di una città, anche se siamo in grado di vedere le strade, le autostrade e altre importanti linee di trasporto, quello che non vediamo è come e dove si collegano alle singole case. In realtà sono i collegamenti con ogni singola abitazione che possono distinguere il connettoma di un individuo da quello di un altro, determinandone l’individualità.

8: C’è dell’altro?

I primi commenti sul progetto suggeriscono che, tecnologia e metodologia, anche se tra le più avanzate al mondo, abbiano delle limitazioni che possono offrire una parziale interpretazione dell’architettura del cervello. Detto questo però, il connettoma è un bersaglio in movimento – più impariamo, più c’è da imparare. Dal momento che alcuni biomarcatori di patologia si manifestano prima che inizi la progressione degenerativa, identificare i cambiamenti che si verificano prima della comparsa di qualcosa, come il morbo di Alzheimer, potrebbe portare a una terapia preventiva, e potenzialmente fermare o rallentare il progresso della malattia.

  1. Ci sono degli studi recenti sul connettoma che è possibile leggere?

Certamente. Uno studio, pubblicato nel mese di settembre 2015, in base ai dati raccolti dal progetto, ha rivelato una forte relazione tra i tratti comportamentali positivi e il cablaggio del cervello. Mentre alcuni cervelli sembrano essere cablati per uno stile di vita che comprende l’istruzione e alti livelli di soddisfazione, altri cervelli sembrano essere cablati per la rabbia o l’uso di sostanze stupefacenti.

La ricerca, firmata da un team di scienziati dell’università di Oxford, è pubblicata su Nature Neuroscience. Gli scienziati hanno usato il materiale riguardante 461 partecipanti per creare “una mappa media dei processi del cervello, che prende in considerazione 200 regioni funzionalmente distinte le une dalle altre”. I ‘report’ sulle connessioni cerebrali dei soggetti sono stati confrontati con 280 diverse misure comportamentali e demografiche registrate per gli stessi partecipanti.  Da ciò è emerso che, a un estremo della scala si posizionavano gli individui con punteggi alti su tratti ritenuti generalmente positivi come memoria, anni di istruzione, soddisfazione di vita e di reddito. Dall’altra parte invece si posizionavano soggetti con tratti negativi, come rabbia, trasgressività, uso di sostanze e scarsa qualità del sonno.

  1. Alla fine, cosa sarà possibile acquisire da questo progetto?

“Con una mappa dettagliata del connettoma di un normale cervello umano, credo sarà possibile ottenere una migliore comprensione delle radici dei disturbi neurologici umani, tra cui la schizofrenia, lo spettro autistico, e le altre condizioni sconcertanti che possono derivare da ‘cablaggio’ anomalo durante lo sviluppo del cervello “, ha spiegato in un blog il dottor Francis Collins, direttore del NIH.

L’obiettivo è che questa conoscenza possa aiutarci ad imparare come individuare, trattare, e un giorno anche a prevenire disturbi cerebrali e comportamentali. Un sito e un libro per saperne di più:  Connettoma umano: www.humanconnectome.org

Sebastian Seung, Connettoma. La nuova geografia della mente (traduzione di Silvio Ferraresi, Codice Edizioni, pp. 385).

Di Maristella Ruggero , @MaristellaRugge