I ricercatori di Rutgers hanno compiuto significativi progressi nella comprensione delle basi cellulari delle reti cerebrali, identificando come diverse cellule cerebrali interagiscono per sostenere funzioni complesse. Utilizzando tecnologie genetiche avanzate e atlanti di espressione genica post-mortem, hanno scoperto come tipi specifici di cellule correlino con le reti funzionali nel cervello umano. Queste intuizioni potrebbero rivoluzionare il nostro approccio al trattamento delle malattie mentali e neurologiche fornendo un quadro più chiaro delle basi cellulari della funzione cerebrale.
Nuove intuizioni sulle reti cerebrali
I ricercatori dell’Istituto per la Salute del Cervello (BHI) di Rutgers e del Centro per la Ricerca Avanzata sull’Imaging del Cervello Umano (CAHBIR) hanno scoperto come diversi tipi di cellule cerebrali collaborano per formare reti funzionali su larga scala. Questi sistemi interconnessi supportano funzioni cerebrali essenziali, dal processo sensoriale alla presa di decisioni complesse, e le loro scoperte aprono nuove vie per la comprensione della salute e delle malattie cerebrali.
Il recente studio pubblicato su Nature Neuroscience il 21 novembre identifica le basi cellulari della cognizione e della salute mentale, approfondendo la comprensione di come le cellule cerebrali contribuiscano ai processi e ai disturbi mentali.
Avanzamenti nella ricerca sulle cellule cerebrali
La capacità del cervello di funzionare deriva dai diversi tipi di cellule presenti nella corteccia, lo strato più esterno responsabile delle complesse attività mentali. Un focus centrale in neuroscienze è svelare come i meccanismi genetici, molecolari e cellulari guidino le proprietà organizzative del cervello, spesso studiate attraverso tecniche avanzate come l’imaging a risonanza magnetica funzionale (fMRI).
Gli scienziati hanno storicamente esaminato le proprietà organizzative del cervello attraverso tecniche invasive negli animali e l’analisi di campioni di tessuto post-mortem, come l’istologia, il tracciamento delle vie neurali, l’elettrofisiologia o i metodi di lesione.
Atlanti di espressione genica e mappatura cerebrale
Gli avanzamenti nella genetica e nella tecnologia consentono ora ai ricercatori di studiare in modo più preciso come le cellule cerebrali sono organizzate nei tessuti umani. In questo studio, i ricercatori di Rutgers hanno utilizzato atlanti di espressione genica post-mortem recentemente sviluppati, che mappano come i geni vengono espressi differenzialmente attraverso le regioni cerebrali, per esplorare come diversi tipi di cellule possano allinearsi spazialmente con le reti cerebrali studiate nella popolazione generale.
Le scoperte hanno evidenziato che certe distribuzioni di tipi cellulari si allineano con reti specifiche nella corteccia cerebrale, sia a livello di tipi cellulari individuali che di profili cellulari multivariati, o impronte digitali.
Implicazioni per la salute e le malattie cerebrali
L’autore senior Avram Holmes, professore associato di psichiatria alla Robert Wood Johnson Medical School e membro del corpo docente dell’Istituto per la Salute del Cervello di Rutgers e del Centro per la Ricerca Avanzata sull’Imaging del Cervello Umano, ha sottolineato che queste scoperte evidenziano una connessione tra l’organizzazione funzionale del cervello umano e le sue basi cellulari. Il loro studio ha significative implicazioni per la comprensione delle basi cellulari delle funzioni cerebrali attraverso la salute e le malattie.
Prossime direzioni in neuroscienze
Questa ricerca prepara il terreno per futuri studi che esplorino come i diversi tipi cellulari lavorino insieme all’interno delle reti cerebrali e per testare altri modelli potenziali su come le cellule contribuiscano alla funzione cerebrale. Holmes ha sottolineato che studi futuri dovrebbero esaminare modi per integrare la struttura gerarchica di queste diverse definizioni cellulari nelle analisi e considerare modelli alternativi di funzionamento cerebrale in vivo.
Riferimento: Le basi cellulari del connettoma corticale funzionale umano, 21 novembre 2024, Nature Neuroscience.
DOI: 10.1038/s41593-024-01812-2
Finanziamento: Istituto Nazionale di Salute Mentale, Northwell Health/Feinstein Institutes for Medical Research Advancing Women in Science, Medicine Career Development Award, Feinstein Institutes for Medical Research Barbara Zucker Emerging Scientist Award, NIH/National Institutes of Health
