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Attualità giovedì 23 maggio 2024 ore 18:00


IL CERVELLO? IN TOSCANA SI STUDIA UN NEURONE PER VOLTA

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Il metodo all'avanguardia è stato messo a punto in uno studio dell'università di
Pisa pubblicato su una prestigiosa rivista internazionale





PISA — Il cervello studiato un neurone per volta, così da investigarne
minuziosamente le strutture fondamentali: è possibile grazie a Senpai, un metodo
all’avanguardia per poter produrre immagini ad alta risoluzione della morfologia
dei neuroni caratterizzandone i circuiti fino a scale estremamente ridotte. A
metterlo a punto sono stati gli scienziati dell'università di Pisa in
collaborazione con l’Istituto di psichiatria e neuroscienze di Parigi, e adesso
quella ricerca è stata pubblicata sulla prestigiosa rivista
internazionale Nature Communications.



Poter vedere e descrivere distintamente un singolo neurone, districandolo dalla
foresta dei miliardi di cellule e connessioni nel cervello umano, è al momento
una grande sfida per gli studiosi di neuroscienze. Individuare anomalie nella
forma e nella struttura neurale a scale così ridotte è infatti un passo cruciale
per l’identificazione di diverse neuropatie. 







Lo studio toscano segna un passo avanti decisivo: “I miliardi di neuroni
'impacchettati' nel nostro cervello – spiega Nicola Vanello, docente di
bioingegneria presso il Dipartimento di Ingegneria d’Informazione e il Centro
Piaggio dell’Università di Pisa – costituiscono una vera e propria giungla,
tenuta insieme da connessioni molto complesse. Isolare un singolo albero è
estremamente difficile". 







Il cervello nelle immagini elaborate con metodo Senpai (Foto: Unipi.it)

Poter caratterizzare un neurone singolo preso da un tessuto di un essere vivente
è sempre stato un obiettivo primario per la comunità scientifica: "Senpai ci
consente di segmentare neuroni ex vivo su scala cellulare e subcellulare -
prosegue Vanello - di caratterizzare l'arborizzazione neuronale, i diametri dei
rami dendritici o la densità delle spine in modo più accurato e fedele rispetto
agli attuali algoritmi e strumenti di elaborazione delle immagini".



“Particolarmente importante è la caratterizzazione delle spine dendritiche –
prosegue Simone Cauzzo, post-doc in bioingegneria e primo autore dell’articolo –
che sono responsabili degli input elettrici tra le sinapsi. Dalla loro forma,
dimensione e numero dipendono funzioni come l'apprendimento, la memoria e la
motivazione". 



Alterazioni di questi parametri e dunque dell’attività sinaptica sono
riscontrabili in molte condizioni patologiche, come l’Alzheimer, e in diverse
disfunzioni cerebrali: "Poter vedere la forma di queste piccole componenti del
neurone può farci compiere enormi passi in avanti nella comprensione del nostro
cervello”, sottolinea Cauzzo.



Il metodo è stato sviluppato dal team di bioingegneri dell’Università di Pisa
nell’ambito del progetto Sensei del Centro di Ricerca di Ateneo E. Piaggio,
finanziato dal Mur per il programma Flag-Era. Si fonda su tecniche avanzate di
acquisizione delle immagini dei campioni di tessuto cerebrale, successivamente
elaborate da un algoritmo, in grado di segmentare i singoli neuroni e
ricostruire un modello in 3D.





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