Uno studio getta luce per la prima volta su funzionamento e controllo del cervello. Nuove tecniche ottiche consentono di vedere fino a livello del singolo neurone, per conoscere con precisione la fisiologia e agire sulle patologie.
Un team di scienziati sta portando avanti il progetto ‘Human Brain Optical Mapping’, promosso da ricercatori del Lens (Laboratorio europeo di spettroscopie non lineari), Università di Firenze e Meyer con il sostegno di Fondazione Cr Firenze.
In occasione di un seminario all’Auditorium dell’Innovation Center di Fondazione CR Firenze sono stati presentati i primi risultati del lavoro svolto e che è stato già oggetto di numerose pubblicazioni su riviste scientifiche internazionali.
Una risoluzione senza pari del cervello
Per la prima volta, è stato spiegato, è stato mappato un intero cervello umano grazie ad avanzatissimi microscopi. In virtù di una risoluzione superiore alla risonanza magnetica funzionale, è stato possibile avere immagini nitide oltre 10mila volte in più del normale.
Informazioni importanti sono emersa da ricostruzioni tridimensionali di elevata risoluzione di circuiti neuronali in alcune aree come l’ippocampo, la corteccia motoria e l’area di Broca direttamente legata al controllo del linguaggio.
Tessuti biologici trasparenti alla luce
Metodologie biochimiche sviluppate per il progetto hanno permesso di rendere i tessuti biologici trasparenti alla luce e “marcarli” con molecole fluorescenti specifiche.
Su modelli animali il microscopio ha permesso di monitorare e anche “manipolare” in tempo reale l’attività neuronale in tutto l’encefalo di larve di pesce zebra.
Grazie a questo sistema integrato con un dispositivo laser di stimolazione optogenetica è stato possibile visualizzare e stimolare allo stesso momento l’attività del cervello: una tecnica ribattezzata “leggi&scrivi” che rende bene l’idea di quanto compiuto.
Sono state, inoltre, sviluppate – sempre su modelli animali – tecniche di analisi che permettono di monitorare l’effetto delle terapie riabilitative in caso di ischemia e di arrivare a predire se saranno efficaci.
La luce alleata per studiare il cervello
“Le ricerche realizzate sino a oggi in questo progetto dimostrano come la luce può essere utilizzata per studiare le funzioni e la fine organizzazione anatomico-cellulare del cervello, come anche per controllarne il suo funzionamento – ha spiegato Francesco Saverio Pavone, coordinatore scientifico del progetto e professore ordinario del dipartimento di fisica dell’Ateneo fiorentino -. Questo permetterà in futuro di analizzare la riorganizzazione del cervello dopo eventi perturbativi anche dannosi, come ictus e malattie neurodegenerative, fornendo nuove indicazioni terapeutiche al fine di ristabilire l’equilibrio naturale dell’organo”.
Cervello, le nuove frontiere per le terapie
Una scoperta di grande interesse e che potrebbe aprire nuovi scenari per gli studi scientifici. “La sempre maggiore diffusione di malattie neuro-vegetative ci mette di fronte alla necessità di arrivare a comprendere i loro meccanismi eziopatogenetici, per poter intraprendere nuovi percorsi terapeutici – ha spiegato la rettrice di Firenze Alessandra Petrucci -. Per questo, il contributo di chi sostiene il progetto è di vitale importanza”.
Alberto Zanobini, dg dell’Azienda ospedaliero-universitaria Meyer ha osservato che “per fare ricerca avanzata bisogna fare rete”, mentre Renzo Guerrini, direttore del centro di eccellenza di neuroscienze del Meyer ha rivelato che “il progetto ci sta permettendo di individuare le cause e avviare studi finalizzati alla cura di un ampio gruppo di malattie rare legate a meccanismi finora ignoti“.
L’impegno della Fondazione Cr Firenze
Il presidente di Fondazione Cr Firenze Luigi Salvadori ha sottolineato che “la ricerca è alimentata ogni giorno da tanti piccoli pezzi che sono necessari a ricomporre un puzzle molto più complesso-. Lo studio del cervello ne è un esempio importante. Questo è un momento di divulgazione che coinvolge soprattutto i giovani, cercando di trasmettere in loro l’importanza di credere nella ricerca e l’impegno di quanti hanno dedicato a questo la loro vita professionale”. Salvadori ha ricordato che la Fondazione “investe 8 milioni di euro l’anno nella ricerca“. “
Le ricerche condotte al Meyer
Nuove categorie di malattie del sistema nervoso del bambino sono state individuate nel corso di ricerche condotte presso l’Azienda ospedaliero-universitaria Meyer. Tali malattie, da quanto emerso dalle ricerche, determinano un’alterazione dello sviluppo cerebrale umano prenatale e postnatale.
Un altro studio, collegato al progetto, ha messo in evidenza le conseguenze delle alterazioni dell’equilibrio che regola il passaggio di sodio e potassio fra i compartimenti interni ed esterni dei neuroni cerebrali: oltre a causare importanti disturbi, arrivano a compromettere lo sviluppo del cervello fetale.
