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Attualità giovedì 23 maggio 2024 ore 18:00
Vedere un neurone alla volta grazie a Senpai
All’Università di Pisa un metodo all’avanguardia per investigare le strutture fondamentali del nostro cervello, nella ricerca pubblicata su Nature Communications
PISA — Vedere e descrivere distintamente un singolo neurone, districandolo dalla foresta dei miliardi di cellule e connessioni nel nostro cervello, è una grande sfida per gli studiosi di neuroscienze. Poter individuare anomalie nella forma e nella struttura neurale a scale così ridotte, infatti, è un passo cruciale per l’identificazione di diverse neuropatie.
Ma all’Università di Pisa si può. Si chiama Senpai ed è un metodo all’avanguardia per poter produrre immagini ad alta risoluzione della morfologia dei neuroni, caratterizzandone i circuiti fino a scale estremamente ridotte. La ricerca, compiuta dall'Università, in collaborazione con l’Istituto di Psichiatria e Neuroscienze di Parigi è stata pubblicata su Nature Communications.
"I miliardi di neuroni nel nostro cervello - ha spiegato Nicola Vanello, docente di Bioingegneria presso il Dipartimento di Ingegneria d’Informazione e il Centro Piaggio dell’Università di Pisa - costituiscono una vera e propria giungla, tenuta insieme da connessioni molto complesse. Poter caratterizzare un neurone singolo preso da un tessuto di un essere vivente è sempre stato un obiettivo primario per la comunità scientifica: Senpai ci consente di segmentare neuroni su scala cellulare e subcellulare".
Il metodo, sviluppato dal team di bioingegneri dell’Università pisana nell’ambito del progetto Sensei del Centro di Ricerca di Ateneo “E. Piaggio”, finanziato dal MUR per il programma FLAG-ERA, si fonda su tecniche avanzate di acquisizione delle immagini dei campioni di tessuto cerebrale, successivamente elaborate da un algoritmo, in grado di segmentare i singoli neuroni e ricostruire un modello in 3D.
"Particolarmente importante è la caratterizzazione delle spine dendritiche - ha proseguito Simone Cauzzo, post-doc in bioingegneria e primo autore dell’articolo - che sono responsabili degli input elettrici tra le sinapsi. Dalla loro forma, dimensione e numero dipendono funzioni come l'apprendimento, la memoria e la motivazione. Infatti, alterazioni di questi parametri e dunque dell’attività sinaptica sono riscontrabili in molte condizioni patologiche, come l’Alzheimer".
Vedere la forma di queste piccole componenti del neurone migliora insomma la comprensione del nostro cervello. "Fin dallo scorso secolo, le tecniche di imaging si sono rivelate fondamentali per studiare il sistema nervoso ma - ha concluso Chiara Magliaro, ricercatrice in bioingegneria al Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione e al Centro Piaggio - oggi, le tecniche di imaging si sono affinate: abbiamo microscopi più potenti, e protocolli di preparazione del campione che ci permettono di vedere più in profondità. Il valore aggiunto di Senpai è la piena sinergia con queste tecniche, che ci ha permesso di ricostruire le cellule nervose con un dettaglio senza precedenti".
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