Salute

Il cervello in 3D e in scala nanometrica

È stata sperimentata una tecnica di imaging nanoscopico che permette di vedere neuroni e sinapsi con precisione e dettagli mai raggiunti finora.

Così nel dettaglio non l'avevamo mai visto: un gruppo di neurobiologi dell'università di Harvard ha realizzato una mappa tridimensionale del cervello a partire da una serie di immagini in scala nanoscopica. Una ricostruzione talmente dettagliata che consente di osservare le singole strutture delle cellule cerebrali, grandi pochi milionesimi di millimetro. La tecnica, usata per visualizzare una porzione di cervello di topo deputata alla percezione sensoriale, è stata descritta sulla rivista Cell.

Ripercussioni cliniche. «Stiamo parlando della possibilità di visualizzare strutture quasi al livello di una molecola», spiega Narayanan Kasthuri, principale autore dello studio. Nel lungo periodo, il nuovo metodo dovrebbe servire a studiare le anomalie di connessione all'origine di malattie come schizofrenia e depressione.

Come funziona. Insieme ai colleghi, Kasthuri ha ideato un dispositivo che seziona il tessuto da esaminare in migliaia di sottili sezioni. Dopo essere stati colorati e trattati per evidenziare i diversi tipi di tessuto, i campioni vengono fotografati da un microscopio elettronico. Un software assegna un colore a ogni tipo di struttura osservata e unisce le singole immagini in una mappa tridimensionale completa. Il procedimento è illustrato nel video qui sotto (in inglese).

Infografica: nanotecnologia, confronto di misure
La scala delle cose: viaggio impossibile dall'infinitamente grande all'immensamente piccolo. Clicca sull'immagine per ingrandirla. © Rice University, Houston; traduzione e adattamento: I.Z.

Un salto in avanti. Le tecniche di imaging cerebrale più diffuse, come la risonanza magnetica, consentono di visualizzare strutture fino al millimetro di dimensione.

BigBrain, un progetto di visualizzazione di tessuto cerebrale sviluppato da ricercatori tedeschi, arriva a osservare strutture di circa 1 micrometro (più sottili di un capello).

La tecnica di Kasthuri permette di studiare le singole cellule cerebrali, il loro contenuto e le connessioni: «Un pixel su una risonanza magnetica equivale a circa un miliardo di pixel sulle nostre immagini». E ci riesce - contrariamente a quanto avviene per altre tecniche di imaging - senza perdere in definizione, se dall'infinitamente piccolo si passa alla visione di un tessuto più esteso.

Prospettive. Il procedimento potrebbe servire in futuro per analizzare porzioni di cervello in pazienti deceduti, ma anche per creare mappe dettagliate che illustrino le tipologie di connessioni cerebrali tipiche di alcune patologie. Per riuscirci, però, serviranno computer molto potenti: solo le immagini relative all'intero cervello di un topo richiedono l'elaborazione di miliardi di gigabyte di dati. Per arrivare alla mappa di quello umano serviranno probabilmente almeno 10 anni.

12 agosto 2015 Elisabetta Intini
Ora in Edicola
Scopri il mondo Focus. Ogni mese in edicola potrai scegliere la rivista che più di appassiona. Focus il magazine di divulgazione scientifica più letto in Italia, Focus Storia per conoscere la storia in modo nuovo ed avvincente e Focus Domande & Risposte per chi ama l'intrattenimento curioso e intelligente.

La vita, privata e politica, di Winston Churchill, il grande statista inglese che ha salvato il mondo dalla follia di Hitler. Il segreto della sua forza, le – non poche – debolezze, l'infanzia e i talenti dell'inquilino più famoso di Downing Street. E ancora: come nel 1021 il vichingo Leif Eriksson “scoprì” l'America; nella Vienna di Klimt; tutti gli inquilini del Quirinale; Tangentopoli e la fine della Prima Repubblica.

ABBONATI A 29,90€

Il lockdown e la rivoluzione digitale stanno cambiando il nostro modo di curarci. Ecco come gestire al meglio televisite e bit-terapie. Inoltre, gli impianti nucleari di nuova generazione; la prima missione del programma Artemis che ci riporterà sulla Luna; i vaccini e le infinite varianti del Coronavirus

ABBONATI A 31,90€
Follow us