19 Mag Dentro il Cervello Umano
Una nuova tecnologia ha reso possibile la visualizzazione della sua struttura profonda con una risoluzione senza precedenti il sogno di tutti i neuroscienziati.
Alcuni ricercatori di Google e della Harvard University hanno viaggiato dentro al nostro cervello. Un viaggio emozionante che ha reso disponibili per la prima volta le immagini dettagliate dal vivo dell’organo umano più importante ricco di profondi significati simbolici oltre che scientifici. Il nostro cervello è quello che ci differenzia dagli altri animali ed è stata la chiave del nostro successo evolutivo, ma finora mancava una dettagliata conoscenza del suo funzionamento. Operazione finora impossibile per un organo composto da oltre ottantacinque miliardi di neuroni e un numero imprecisato ma altrettanto elevato di altri componenti.
Un microscopio elettronico di ultima generazione assistito dalla potenza di calcolo dell’Intelligenza Artificiale ha permesso di ottenere una qualità dei dettagli del cervello mai prima raggiunta e immagini inedite dei singoli elementi costitutivi del tessuto cerebrale: dendriti, neuroni, assoni, astrociti. “Questa precisione nella visualizzazione del tessuto cerebrale ha rivelato l’esistenza di nuovi modelli che regolano le connessioni neurali finora a noi sconosciuti i quali ci aiuteranno in un prossimo futuro a comprendere il funzionamento profondo del nostro cervello” è il commento di Yongsoo Kim un neuroscienziato della Pennsylvania State University.
Per la ricerca è stato utilizzato un frammento di un millimetro cubo della corteccia cerebrale di una donna di 45 anni in cura per il trattamento della epilessia. È stato sezionato in 5000 porzioni che sono state fotografate da un microscopio elettronico e interpretate dagli algoritmi dell’Intelligenza Artificiale che le ha ricostruite in immagini tridimensionali. Più di due millenni di dibattiti filosofici e scientifici sulla natura del cervello sono improvvisamente diventati obsoleti di fronte allo spettacolo e il significato delle fotografie pubblicate dal gruppo che ha condotto questa ricerca coordinato da Alexander Shapson-Coe del Center for Brain Science, Harvard University, Cambridge. Un risultato per molti versi inaspettato che prefigura un cambio di paradigma delle ricerche su questo organo finora analizzato per forza di cose in termini sommari data la mancanza di una conoscenza diretta dei suoi componenti di base.
La ricostruzione della mappa del cervello in tre dimensioni della porzione millimetrica di tessuto cerebrale utilizzata nella ricerca rappresenta meno di un milionesimo del suo volume totale contiene la descrizione puntuale di 57000 cellule e 150 milioni di sinapsi che collegano fra loro i neuroni. Con questa ricerca è stato possibile identificare con una chiarezza mai prima raggiunta i singoli componenti del cervello come i dendriti, i neuroni, gli assoni, gli astrociti e di disporre quindi di una visualizzazione finalmente dettagliata del materiale cerebrale in esame. “Quando per la prima volta abbiamo visto la ricostruzione in 3D delle immagini del cervello eravamo sbalorditi dalle tante novità che scorrevano sotto i nostri occhi, ci siamo sentiti molto piccoli e dubbiosi sulla nostra futura capacità di comprendere tutta questa inaspettata complessità” è il commento di Viren Jain ricercatore di Google un co-autore della ricerca, una considerazione che misura il grande passo in avanti che ha rappresentato questo studio.
Alcuni dei risultati ottenuti sono sorprendenti. Era noto che i neuroni tendessero formare con gli altri una al massimo due connessioni, ma si è scoperto che alcuni di essi possono essere interconnessi allo stesso tempo con cinquanta sinapsi diverse formando così un rapporto privilegiato la cui funzione è sconosciuta, ma potrebbe essere la chiave esplicativa della elevata plasticità cerebrale che caratterizza il cervello umano. Altri neuroni appaiono intrecciati fra loro creando delle strutture a viticcio anche queste del tutto sconosciute. “Se con questo approccio di ricerca riusciremo ad arrivare ad una più profonda comprensione del modello di funzionamento della corteccia cerebrale potremo finalmente disporre di nuovi strumenti clinici per trattare alcune malattie psichiatriche e neurodegenerative finora intrattabili con le attuali conoscenze.” è il commento di Yonsoon Kim.
La ricerca é un grande passo in avanti nello studio del cervello. La sua importanza è segnalata non solo dalla qualità del materiale documentario reso disponibile sul Web, ma anche dallo stupore dei risultati raggiunti che aleggia fra gli stessi componenti del team che l’ha realizzata. Un mood significativo perché espresso da una élite di ricercatori da anni impegnati sulle problematiche connesse con l’intelligenza umana o artificiale che sia. E’ un importante inizio di una nuova stagione di ricerca che riesca a far luce sulla complessità di questo organo finora molto chiacchierato non solo sul piano strettamente scientifico, ma carente dei necessari dettagli per comprenderne le funzionalità profonde.
