Scoperti i motivi alla base delle differenze cerebrali interindividuali

Roma – Nel cervello umano sono presenti centinaia di proteine che potrebbero spiegare le differenze interindividuali nella connettività funzionale e nella covariazione strutturale dell’organo cerebrale. Descritte sulla rivista Nature Neuroscience, le proteine sono state individuate dagli scienziati della State University of New York (SUNY), dell’Upstate Medical University di Syracuse, dell’Università di Birmingham e dell’Università dell’Alabama. Il team, guidato da Jeremy Herskowitz e Chris Gaiteri, ha valutato le molecole e le strutture cellulari su scala microscopica per capire come diano origine all’interazione tra regioni cerebrali su scala macroscopica. “Uno degli obiettivi principali della neuroscienza – spiega Gaiteri – è quello di sviluppare una comprensione del cervello che descriva in ultima analisi la base meccanicistica della cognizione e del comportamento umani. Il nostro lavoro dimostra la fattibilità dell’integrazione di dati da scale biofisiche molto diverse per fornire una comprensione molecolare della connettività del cervello umano”. Gli scienziati hanno valutato in primis i risultati ottenuti dal Rush Memory and Aging Project (ROSMAP), un’indagine condotta su individui religiosi di età pari o superiore a 65 anni, che non presentavano demenza. Gli autori hanno inoltre analizzato i campioni di materia cerebrale post-mortem di 98 partecipanti al progetto, sottoposti a una serie di tecniche di imaging. L’età media dei partecipanti al ROSMAP al momento della scansione MRI e al momento del decesso era rispettivamente di 82-94 e 85-97 anni. Nell’ambito dell’indagine, i ricercatori hanno eseguito una caratterizzazione dettagliata di ciascun tipo di dati omici, cellulari e di neuroimaging, quindi hanno integrato i diversi tipi di dati utilizzando algoritmi di clustering computazionale. “Inizialmente – riportano gli autori – le misure delle proteine non riuscivano a spiegare la variabilità interpersonale nella connettività funzionale. Poi abbiamo integrato la morfologia delle spine dendritiche per colmare il divario tra molecole e comunicazione tra regioni cerebrali”. Un dendrite, spiegano gli studiosi, è un’estensione ramificata di un corpo neuronale che riceve impulsi da altri neuroni. Ogni dendrite può avere migliaia di piccole protrusioni chiamate spine. La testa di ogni spina può formare un punto di contatto che riceve l’impulso inviato dall’assone di un altro neurone, dando origine alla sinapsi. “Integrando i dati a livello genetico, molecolare, subcellulare e tissutale – sostiene Herskowitz – abbiamo collegato specifici cambiamenti biochimici nelle sinapsi alla connettività tra le regioni del cervello. Nel complesso, il nostro lavoro suggerisce che l’acquisizione di dati attraverso le principali prospettive della neuroscienza umana dallo stesso set di cervelli è fondamentale per comprendere come la funzione del cervello umano sia supportata su più scale biofisiche”. “Saranno necessari ulteriori approfondimenti – concludono gli scienziati – per determinare completamente la portata e i componenti della sincronia cerebrale multi-scala, ma nel frattempo abbiamo stabilito un set iniziale di molecole i cui effetti potrebbero ripercuotersi su varie scale”.(30Science.com)