Comprendere il cervello e le sue funzioni


Comprendere il cervello e le sue funzioni

I ricercatori della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) sono ufficialmente un passo avanti verso la comprensione del cervello e delle sue funzioni.

Il dottor Corrado Calì, (1) ricercatore specializzato in imaging cerebrale presso KAUST, e scienziati svizzeri del Blue Brain Project (BBP), hanno dimostrato quanto sia necessario il lattato per la formazione e l'apprendimento della memoria, il che potrebbe portare a un miglioramento di queste due funzioni. Il progetto rientra nell'ambito dell'ambizioso quadro del consorzio del progetto europeo per il cervello umano.

Attraverso una serie di esperimenti di imaging presso i laboratori KAUST Visualization Core negli ultimi cinque anni, il dottor Corrado Calì è stato in grado di produrre modelli tridimensionali di astrociti, necessari per simulare con precisione spaziale l'accoppiamento metabolico tra neuroni e cellule gliali utilizzando modelli matematici sviluppati dal BBP. “Gli astrociti sono cellule che immagazzinano energia e danno energia ai neuroni a più livelli”, spiega Corrado Calì. “Per fare ciò, era importante produrre accurate ricostruzioni 3D di questi astrociti”.

La ricerca, pubblicata sulla rivista Progress in Neurobiology, (2) utilizza una tecnica chiamata microscopia elettronica a blocchi di facce seriali per generare una pila di immagini - una raccolta di figure in grado di produrre un'immagine volumetrica di un pezzo di tessuto che contiene astrociti - è stato quindi in grado per segmentarli e ricostruire le cellule.

Gli astrociti sono noti per essere estremamente complessi nella struttura, il che rende impossibile immaginarli nella loro interezza utilizzando tecniche di microscopia a luce o a fluorescenza, a meno che non siano eseguiti mediante elettroscopia.

Attualmente si sa che gli astrociti sono tipi di cellule cerebrali, ma il ruolo che svolgono nella funzione cerebrale non è ben compreso. Sempre più ricerche suggeriscono che la progettazione di farmaci che possono aiutare queste cellule a funzionare meglio durante le condizioni patologiche aiutano il cervello a riprendersi durante un ictus o la malattia di Alzheimer. “Potremmo aiutare a rallentare la malattia agendo specificamente su queste cellule. Il primo passo per capire come funziona la cellula è capire come è strutturata e questo è il primo lavoro in letteratura in cui vediamo in dettaglio, in 3D, l'intera struttura di un astrocita”, ha osservato il dottor Corrado Calì.

Il lavoro rivoluzionario potrebbe consentire agli scienziati di capire se diversi compartimenti di astrociti si comportano in modo diverso.

Il dottor Corrado Calì ritiene importante imparare come il cervello utilizza il lattato, poiché diversi studi condotti dall'ospedale CHUV di Losanna, in Svizzera, mostrano, ad esempio, che le iniezioni di lattato entro 30 minuti da un ictus possono ridurre significativamente le aree del cervello danneggiate. Può anche migliorare drasticamente il recupero delle normali funzioni nei pazienti affetti, mentre altri studi dimostrano l'efficacia del lattato sull'inversione della depressione. “Comprendendo profondamente, dal punto di vista cellulare e molecolare il suo meccanismo d'azione, possiamo progettare e massimizzare l'efficienza dei trattamenti basati sul lattato”, ha concluso il ricercatore.

Riferimenti:

(1) Corrado Calì

(2) 3D cellular reconstruction of cortical glia and parenchymal morphometric analysis from Serial Block-Face Electron Microscopy of juvenile rat

Descrizione foto: il dottor Corrado Calì esplora ricostruzioni 3D di cellule cerebrali estremamente complesse note come astrociti, una cellula chiave coinvolta nella formazione e nell'apprendimento della memoria, all'interno dei Visualization Core Laboratories di KAUST. - Credit: KAUST.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Ground-breaking work improves understanding of brain function

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