Il cervello illuminato dai neuroni, in un video “real time”
Studiosi statunitensi hanno osservato per la prima volta nella sua interezza il cervello di un animale vertebrato, nello specifico una larva di pesce zebra. E hanno lanciato una nuova frontiera nello studio del cervello.
ASSOMIGLIA a un cielo stellato, ma è in continuo movimento. Può sembrare anche la Terra ripresa dal cielo, con le luci che si accendono e si spengono senza pausa. Il cervello di un piccolo pesce zebra è un concerto di neuroni in continua agitazione. Non riposa neanche un istante. Ogni impulso trasmesso da una cellula si traduce in una scintilla. E oggi è la prima volta che l’organo del pensiero di un animale vertebrato viene osservato nella sua interezza, per un’ora di seguito.
Il video prodotto dall’Howard Hughes Medical Institute di Ashburn, in Virginia, è stato pubblicato su Nature Methods. Per ora le riprese del cervello in diretta – un fotogramma ogni 1,3 secondi – hanno riguardato un pesciolino al livello di larva, con appena 100mila neuroni in testa. Ma è chiaro che l’ambizione dei ricercatori (enorme, allo stato attuale della tecnologia) è quella di arrivare al cervello umano, che all’interno del cranio ha un numero di cellule neurali 85mila volte superiore.
L’Unione Europea a febbraio ha assegnato due miliardi di euro in dieci anni a due “progetti bandiera” che rappresentano la scienza del continente. Uno di essi è proprio la riproduzione del funzionamento del cervello umano su un computer. O, meglio, su una serie di computer collegati in serie. Pochi giorni dopo l’annuncio di Bruxelles, gli ha fatto eco Washington. La Casa Bianca ha annunciato il varo del “Brain Activity Map”: la mappa del funzionamento del cervello umano. Anche se gli estremi del finanziamento non sono ancora stati resi pubblici, si tratterà di un’iniziativa da svariati miliardi di dollari e della durata di un decennio. Per la scienza Usa si tratta del progetto più ambizioso dopo il sequenziamento del genoma umano, durato per tutti gli anni ’90.
Il pesciolino del laboratorio di Ashburn non sa di portare sulle spalle tante aspettative. Gli scienziati Misha Ahrens e Philipp Keller lo hanno modificato geneticamente in modo che le cellule del suo sistema nervoso esprimano una proteina fluorescente nel momento in cui i neuroni si accendono. Grazie a un microscopio, i ricercatori possono osservare l’attività di 80mila delle 100mila cellule del cervello. Le altre sono in maggioranza situate negli occhi e non sono facilmente raggiungibili dallo strumento. Il lavoro di Ahrens e Keller è facilitato dal fatto che la testa del pesce zebra, quando è ancora a livello di larva, è trasparente.
Studi simili condotti sui topolini di laboratorio dovevano inserire gli strumenti ottici all’interno della testa, e potevano osservare zone molto più limitate del cervello. Ma il bello del cervello è proprio il suo funzionamento corale. Studiare come le varie aree si attivano in contemporanea durante le attività più disparate, dallo studiare al ricordare, dal vivere un’emozione all’imparare un movimento nuovo, è uno dei campi più interessanti delle neuroscienze, e per il momento sull’uomo lo strumento usato più spesso per la ricerca è la risonanza magnetica.
Dagli studi sui pesciolini trasparenti al trasferimento su silicio dell’architettura del cervello umano, lo studio di quell’universo meraviglioso che è il cervello è oggi l’impresa forse dagli orizzonti più vasti che la scienza si sia prefissata.
