I neuroni umani sono i più veloci

    Un recente lavoro pubblicato su Plos Biology, che paragona le capacità di elaborazione e trasmissione delle informazioni nelle cellule del cervello di topo e in quelle umane, ha evidenziato sorprendenti differenze di prestazioni tra i neuroni delle due specie. I ricercatori, guidati da Michele Giugliano dell’Università di Anversa e da Huib Mansvelder dell’Università di Amsterdam, hanno scoperto infatti come, nonostante l’enorme somiglianza biologica, i neuroni umani e le loro connessioni siano inaspettatamente più “intelligenti” e “veloci” di quelli di topo.
    “I neuroni della corteccia cerebrale umana sono in grado di scambiare informazioni fino a dieci volte più rapidamente di quelli di topo, grazie ad un’efficacia maggiore dei loro canali di comunicazione: le sinapsi”, spiega Giugliano, bioingegnere genovese e coordinatore del progetto Brainleap, con cui ha realizzato il nuovo studio.

    Oltre ad avere sinapsi più veloci, i singoli neuroni umani impiegherebbero meno tempo anche per decidere se emettere o meno un nuovo impulso elettrico. Le nostre facoltà di pensare, ricordare, concentrarci, parlare e muoverci, sono infatti il risultato dell’attivazione elettrica di circuiti nervosi nel cervello. Questi circuiti sono costituiti da milioni di cellule, i neuroni, che scambiano continuamente informazioni sotto forma di impulsi elettrici, come i transistor in un microchip. Ogni impulso emesso da un neurone è sempre accompagnato dal rilascio chimico di molecole, i neurotrasmettitori, capaci di alterare quasi istantaneamente le proprietà elettriche di altri neuroni che ne vengono esposti.

    “È come quando ci prendiamo qualche momento per decidere se condividere o no il nostro nuovo stato d’animo su Facebook, invogliati o scoraggiati dagli ultimi messaggi arrivati delle persone che sono nella nostra rete immediata di amicizie”, spiega Giugliano. “In condizioni normali, e in particolare durante la trasmissione prolungata di una sequenza di impulsi rapidi da un neurone all’altro, il rilascio chimico associato agli impulsi elettrici tende sempre a diminuire progressivamente di intensità. I neuroni infatti hanno bisogno di un certo tempo, seppure pari ad una frazione di secondo, per ricaricarsi. Questo rende il canale di comunicazione per lo scambio di informazioni fra due neuroni assai dinamico e plastico, essendo influenzato dalla storia immediatamente pregressa. Le connessioni fra neuroni umani, studiate in questo lavoro, mostrano un’efficacia di trasmissione superiore a quelle del topo.”

    Il lavoro del team di Giugliano è stato ripreso dal podcast di Nature con un’intervista che si può ascoltare online. Questi risultati costituiscono un passo avanti per chiarire le funzioni, le disfunzioni e le differenze evolutive dello sviluppo cognitivo dell’uomo.

    Riferimenti: High Bandwidth Synaptic Communication and Frequency Tracking in Human Neocortex; Guilherme Testa-Silva, Matthijs B. Verhoog, Daniele Linaro, Christiaan P. J. de Kock, Johannes C. Baayen, Rhiannon M. Meredith, Chris I. De Zeeuw, Michele Giugliano, Huibert D. Mansvelder; Plos Biology DOI:10.1371/journal.pbio.1002007

    Credits immagine: ZEISS Microscopy/Flickr

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