Una rete di comunicazione dalla geometria razionale e disciplinata, formata da corsie multiple a livelli sovrapposti. Sembra di sorvolare una metropoli progettata per un traffico senza ingorghi, ma si tratta della sorprendente cablatura interna del nostro cervello, mostrata da una nuova tecnica di imaging. Dalla spettacolare ricostruzione che evidenzia come le cellule nervose connettano le varie aree, ci si rende conto che nulla di questa organizzazione è lasciato al caso (curve, deviazioni o ingarbugliamenti sono complicazioni bandite), e si inizia a comprendere da cosa siano supportate le nostre capacità cognitive. La ricerca, basata sulla scansione di numerosi cervelli di specie diverse di scimmie e umani, è pubblicata su Science.
Gli studi anatomici sul cervello si sono sempre limitati a tratteggiare la disposizione delle varie zone operative, dal momento che mancava il sistema per mettere in evidenza come queste fossero interconnesse. Il problema, risolto solo parzialmente dall’uso di traccianti chimici sui circuiti neurali (una tecnica invasiva), è essenzialmente dovuto alla corteccia cerebrale, che nasconde la struttura delle connessioni sottostanti.
Ora, un team americano coordinato da Van J. Weeden, del Martinos Center for Biomedical Imaging presso il Massachusetts General Hospital, si è avvalso di un metodo di imaging chiamato a spettro di diffusione (DSI), un tipo di risonanza magnetica che rende in immagini l’orientamento dei tessuti fibrosi all’interno di un volume biologico.
Alla risonanza magnetica sono stati sottoposti i cervelli (prelevati post-mortem) di quattro specie di scimmie (tra cui i macachi) e quelli di alcuni individui in vita. Le immagini ad alta risoluzione mostrano fibre nervose raggruppate in nastri, a loro volta organizzati secondo una griglia ortogonale, come lo schema tessile trama-ordito. Niente diagonali, insomma. Dal confronto tra le diverse tipologie di cervello, la struttura delle connessioni umane e del macaco è apparsa più articolata rispetto a quella di Galagidae e Aotidae (piccoli primati notturni rispettivamente africani e americani).
“Questo strumento, unico nel suo genere, ci sta portando ad apprezzare con estremo dettaglio un’architettura estremamente schematica”, ha commentato Wedeen. La mappatura di questa rete può gettar luce anche sui meccanismi di accrescimento embrionale. Negli stadi precoci, le connessioni cerebrali iniziano infatti a ramificarsi lungo percorsi ortogonali (le tre direzioni dello spazio), che serviranno poi da linee guida durante l’infittirsi delle fibre neuronali. In altre parole, la configurazione delle connessioni in direzioni preferenziali potrebbe essere il risultato di una segnaletica stradale impostata durante le prime fasi di sviluppo.
Riferimento: Science: Doi:10.1126/science.1215280
Credit immagine: Van Wedeen, M.D., Martinos Center for Biomedical Imaging, Massachusetts General Hospital
Stiamo facendo il “reverse engineering” dell’oggetto piu complesso che conosciamo nell’universo, un’impesa mastodontica che non ha paragoni con nessun altra sfida umana.
Ogni anno la nostra capacita di studiare e mappare il cervello aumenta esponenzialmente, e cosi il nostro cervello ci svela un po’ alla volta i suoi incredibili segreti.
Per esempio, fino a ieri si credeva che i neuroni fossero collegati fra loro alla rinfusa, una matassa informe e confusa di fili che faceva ritenere a moltissimi scienziati che la sua mappatura fosse un problema di complessita impossibile.
Ho provato un’emozione intensa nel vedere la semplicita, l’eleganza e la bellezza di come e’ cablato il nostro cervello. Un vero super computer, ultra-efficiente, un capolavoro di ingegneria, frutto di miliardi di anni di evoluzione, che tutti abbiamo il privilegio di portare in testa.