ROMA – Se negli ultimi dieci anni l’analisi della struttura anatomica del cervello, l’organo più oscuro ed enigmatico del corpo umano, ha percorso una strada carica di progressi, successi straordinari sono stati ottenuti proprio in questi ultimi mesi.
Un gruppo di ricercatori californiani ha infatti presentato i risultati di uno studio destinato ad entrare nella storia delle neuroscienze posandovi un’importante pietra miliare. Gli scienziati del Howard Hughes Medical Institute della Stanford University, sono infatti riusciti a penetrare la materia cerebrale fotografandone aree rimaste fino ad ora inesplorate. Attraverso un vero e proprio reportage fotografico, il lavoro documenta il viaggio tra le regioni più ignote delle circonvoluzioni del cervello. Esattamente come l’impronta di Armstrong sul suolo lunare, le immagini del Titanic inabissato catturate da un robot teleguidato o i dirigibili del Generale Nobile tra i cieli del Polo Nord, l’immenso valore scientifico dello studio di Stanford rientra perfettamente nello spirito raccontato nelle cronache di certi viaggi esplorativi dal sapore pionieristico del secolo scorso. E come tutte le storie incredibili, anche in questo caso la realtà supera la fantasia. Così l’idea di uno spray in grado di rendere trasparenti persone e animali, presa in prestito dai classici della fantascienza, si è fatta realtà divenendo uno straordinario strumento di analisi strutturale. Mettendo a punto un composto chimico in grado di interagire funzionalmente con le strutture di base della materia vivente (come ad esempio il doppio strato fosfolipidico della membrana cellulare) i ricercatori hanno reso completamente trasparente un intero cervello di topo.
La tecnica permette di sostituire le componenti grasse del tessuto cerebrale con un gel, chiamato idrogel, in grado di preservarne la struttura e renderlo permeabile alla luce e a molecole capaci di evidenziarne specifiche proteine. I risultati mostrano aree interne del cervello la cui complessità era stata fino ad ora soltanto prevista, e parzialmente confermata, mediante un lavoro di computer grafica basato sulla ricostruzione di immagini bidimensionali. L’importanza di questo lavoro sta infatti proprio nel rendere possibile l’analisi dell’intero cervello laddove, fino ad oggi, l’unico modo per ottenere immagini di materia cerebrale è stato attraverso il sezionamento e l’analisi di piccoli frammenti di tessuto. L’eleganza della tecnica sperimentale utilizzata è apprezzabile anche in considerazione del fatto che l’idrogel è realizzato partendo da componenti chimici presenti in qualsiasi laboratorio di ricerca biologica del mondo. Il metodo è risultato essere tanto potente che, testato su cervelli umani conservati sotto formalina nei musei di storia della medicina, è stato ancora in grado di evidenziarne malformazioni e alterazioni molecolari tipiche di alcune malattie neurologiche.
Nel campo delle neuroscienze si prefigura dunque uno scenario caratterizzato da uno studio strutturale sempre più dettagliato del cervello dove sarà possibile seguire con dovizia di particolari il percorso di un intero neurone ed esaminarne le connessioni neuronali durante le normali attività fisiologiche, o in condizioni traumatiche e patologiche come ad esempio nelle malattie neurologiche e neurodegenerative.
Sebbene l’affascinante viaggio esplorativo del dottor Karl Deisseroth (capo del progetto) tra le labirintiche circonvoluzioni cerebrali non sia ancora finito, ha già incontrato la luce del sogno americano. Esattamente come per il National Cancer Act, firmato dal presidente Nixon nel 1971, che portò ad un forte investimento nella ricerca statunitense in campo oncologico contribuendo al miglioramento della qualità di vita dei pazienti, dell’informazione e al potenziamento di alcuni metodi diagnostici come lo screening di massa per il tumore al seno, Karl Deisseroth è oggi tra i firmatari del Brain Activity Map (BAM). Tale progetto permetterà ai neuroscienziati di investigare dettagliatamente le basi molecolari delle emozioni, della percezione, dell’azione e della memoria in condizioni normali e patologiche. Una rete di collaborazioni tra neuroscienziati, ingegneri e fisici provenienti dal mondo dell’accademia e dell’industria che, assicurano gli esperti, garantirà il monitoraggio e la mappatura delle attività vitali di decine di migliaia di neuroni entro i primi cinque anni. Numero destinato ad aumentare di dieci volte nei prossimi dieci anni di attività del BAM. Raggiunto il milione di connessioni, si legge nel testo sottoscritto da Deisseroth e colleghi, sarà possibile far luce su gran parte dei misteri delle funzioni cerebrali dell’encefalo di un pesce, di una vasta area di corteccia cerebrale di topo o di un primate.
L’immenso beneficio clinico e diagnostico degli strumenti e dall’incremento di conoscenze ricavati dal progetto BAM contribuirà a far emergere dal cono d’ombra delle conoscenze neurologiche malattie come epilessia, schizofrenia, depressione, autismo e demenza, causate da perdite di vaste aree di connessioni cerebrali, per le quali le neuroscienze sono spesso in deficit “per limitazioni esclusivamente tecniche” di validi modelli preclinici.
L’amministrazione Obama, sostenitrice del progetto BAM, ha già stanziato 100 milioni di dollari per il 2014. La spesa prevista per l’intero progetto di mappatura di ogni singolo neurone del cervello umano prevede finanziamenti per circa 300 milioni di dollari annui per i prossimi dieci anni.
