Uno studio pubblicato su Nature rivela come ogni neurone conservi un’identità molecolare che guida la formazione dei circuiti nervosi. La ricerca, frutto della collaborazione tra Cnr e MRC di Cambridge, apre nuove prospettive nello studio dello sviluppo cerebrale
Come nasce la straordinaria complessità del cervello? In che modo un sistema nervoso riesce a produrre migliaia di tipi differenti di neuroni e a organizzarli in reti funzionali capaci di elaborare informazioni, controllare i movimenti e generare il comportamento?
A queste domande risponde un importante studio pubblicato sulla rivista Nature, realizzato grazie alla collaborazione tra l’Istituto di Neuroscienze del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-In) di Milano e il MRC Laboratory of Molecular Biology di Cambridge, nel Regno Unito. I ricercatori hanno ottenuto la più dettagliata mappa molecolare mai realizzata del cordone nervoso del moscerino della frutta (Drosophila melanogaster), uno degli organismi modello più utilizzati nelle neuroscienze moderne.
La più completa mappa molecolare del sistema nervoso del moscerino
Il cordone nervoso della Drosophila, paragonabile al midollo spinale dei vertebrati, rappresenta un laboratorio biologico ideale per comprendere i meccanismi fondamentali che regolano lo sviluppo del sistema nervoso.
Negli ultimi anni il moscerino della frutta è stato il primo organismo per il quale è stato ricostruito l’intero connettoma, ovvero la mappa completa delle connessioni tra tutti i neuroni. Il nuovo studio aggiunge un tassello decisivo a questa conoscenza: non si limita infatti a mostrare come i neuroni siano collegati tra loro, ma svela anche come acquisiscano la propria identità durante lo sviluppo embrionale.
Questa nuova mappa permette di osservare contemporaneamente caratteristiche genetiche, molecolari e funzionali dei neuroni, offrendo una visione senza precedenti dell’organizzazione del sistema nervoso.
Ogni neurone conserva un “codice a barre molecolare”
La scoperta più innovativa dello studio riguarda l’esistenza di una sorta di “memoria della nascita” conservata da ogni neurone.
I ricercatori hanno infatti dimostrato che ciascuna cellula nervosa mantiene uno specifico codice molecolare che riflette il momento preciso in cui è stata generata durante lo sviluppo dell’organismo.
Secondo Erika Donà, ricercatrice del Cnr-In e coautrice dello studio insieme a Sebastian Cachero e Greg Jefferis del MRC Laboratory of Molecular Biology, questo vero e proprio “codice a barre molecolare” rappresenta un principio organizzativo fondamentale del sistema nervoso.
Sebbene meccanismi simili fossero stati ipotizzati nel midollo spinale dei mammiferi, è la prima volta che vengono osservati in modo sistematico nell’intero sistema nervoso di un organismo, offrendo una visione globale di come si sviluppa la diversità neuronale.
Differenze tra cervello maschile e femminile: il ruolo della morte cellulare programmata
Lo studio fornisce anche nuove informazioni sulle differenze biologiche tra maschi e femmine durante lo sviluppo del sistema nervoso.
Analizzando contemporaneamente individui di entrambi i sessi, gli scienziati hanno scoperto che la morte cellulare programmata (apoptosi) svolge un ruolo molto più importante di quanto si ritenesse nella formazione di neuroni esclusivi dei maschi.
La ricerca mostra inoltre che neuroni nati nello stesso momento possono seguire programmi genetici differenti, sviluppando connessioni nervose e caratteristiche funzionali diverse nei due sessi. Questo risultato contribuisce a comprendere meglio come il patrimonio genetico e i processi di sviluppo collaborino nella costruzione dei circuiti cerebrali.
Una piattaforma aperta per accelerare la ricerca sul cervello
Oltre ai risultati scientifici, il progetto mette a disposizione della comunità internazionale una piattaforma digitale open access che consente di esplorare, analizzare e scaricare l’intero patrimonio di dati raccolti.
La banca dati integra informazioni molecolari, anatomiche e funzionali dei neuroni e rappresenta uno strumento di grande valore per neuroscienziati, biologi dello sviluppo e ricercatori impegnati nello studio delle malattie neurologiche.
L’obiettivo è costruire una rappresentazione sempre più completa del sistema nervoso, capace di collegare identità cellulare, connessioni anatomiche e funzione biologica.
Una scoperta che aiuta a comprendere anche il cervello umano
Sebbene lo studio sia stato condotto sulla Drosophila melanogaster, i principi biologici individuati risultano altamente conservati durante l’evoluzione e potrebbero contribuire a chiarire i meccanismi che regolano anche lo sviluppo del cervello umano.
Comprendere come i neuroni acquisiscono la propria identità e come si organizzano in reti funzionali rappresenta infatti uno degli obiettivi più importanti delle neuroscienze contemporanee. Queste conoscenze potrebbero avere importanti ricadute future nello studio delle malattie neurodegenerative, dei disturbi dello sviluppo neurologico e della medicina rigenerativa, offrendo nuove chiavi di lettura per comprendere il funzionamento del cervello e progettare strategie terapeutiche sempre più mirate.
