Roma – Come è strutturato il cervello degli insetti? A questo interrogativo di lunga data nel mondo delle neuroscienze risponde per la prima volta uno studio, pubblicato sulla rivista Science, condotto dagli scienziati della Johns Hopkins University e dell’Università di Cambridge. Il team, guidato da Joshua T. Vogelstein, ha infatti realizzato una mappa dettagliata dell’organo cerebrale di un insetto, tenendo traccia delle connessioni neurali all’interno del cervello di un moscerino della frutta. Questi risultati, commentano gli esperti, potrebbero rivelarsi fondamentali per la futura ricerca nell’ambito delle neuroscienze e rappresentare la base per le architetture di apprendimento automatico di nuova generazione. “Per comprendere alcuni dei meccanismi che ci rendono esseri viventi – osserva Vogelstein – dobbiamo capire come nasce il pensiero, ed elaborare i connettomi, ovvero l’insieme delle connessioni del sistema nervoso”. I connettomi, in realtà, sono stati parzialmente mappati in diversi sistemi viventi, mentre quelli completi si riferiscono a forme di vita molto semplici, come i nematodi. In questo lavoro, il gruppo di ricerca ha ottenuto il primo connettoma completo di una larva di Drosophila melanogaster, che comprende un totale di 3.016 neuroni e riporta tutte le 548 mila connessioni che li coinvolgono.
Questo video si muove attraverso sezioni trasversali del cervello per rivelare i neuroni ricostruiti finali. CREDITO Università Johns Hopkins/Università di Cambridge
“Studiare a fondo gli organi cerebrali – precisa Vogelstein – è estremamente complesso e dispendioso in termini di tempo, anche con le tecnologie moderne. Ottenere un’immagine così completa di un cervello richiede l’utilizzo di centinaia o migliaia di singoli campioni di tessuto. Abbiamo impiegato più di dieci anni per raggiungere questo risultato relativo a un moscerino della frutta”. Per questa ragione, osservano gli studiosi, un obiettivo del genere risulta piuttosto lontano per quanto riguarda l’organo umano. I ricercatori hanno scelto come animale modello una Drosophila perché questa specie condivide parte della sua biologia fondamentale con gli esseri umani. Gli scienziati hanno creato immagini ad alta risoluzione che sono state analizzate manualmente per identificare i singoli neuroni, collegando le connessioni sinaptiche tra le cellule. Gli esperti hanno sviluppato tecniche precise per rilevare i gruppi di neuroni basati su modelli di connettività condivisi. Nel prossimo decennio, il team spera di riuscire a raggiungere un risultato simile per un modello murino. “Si tratta di una sfida importante – osserva Benjamin Pedigo, altra firma dell’articolo – si pensi che i cervelli dei topi sono generalmente circa un milione di volte più grandi rispetto a quelli dei moscerini della frutta. I lavori in questa direzione, però, potrebbero avere implicazioni sorprendenti non solo in ambito neuroscientifico, ma anche per il settore delle intelligenze artificiali. Lo scopo ultimo di questi progetti è quello di capire come scrivere un programma che porti a una rete cerebrale umana attiva e funzionante”. (30science.com)
