Dalla neuroanatomia un framework per le neuroscienze

NY – Pronte le prime mappe della “circuiteria” del cervello di topo in mesoscala, una risoluzione di mezzo fra quella del microscopio elettronico e quella macroscopica della risonanza magnetica. Ne danno notizia i ricercatori del Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) di New York, promotori del Brain Architecture Project, volto a identificare le infrastrutture di connessione inter-regionale dei vertebrati.

Per determinare neuroanatomicamente le proiezioni (“output”) di ogni singola regione cerebrale i ricercatori americani hanno utilizzato traccianti anterogradi, mentre gli “input” da altre regioni sono stati individuati con traccianti retrogradi. Le immagini finali in 2D e in 3D sono state realizzate a partire da “slice” di 20 micron di spessore, opportunamente digitalizzate e sottoposte a un processo di “normalizzazione” che consente di eliminare la variabilità interindividuale dei diversi cervelli utilizzati. Ogni slice è stata inoltre archiviata fisicamente in modo da consentire ulteriori successive analisi con metodi di imaging a maggiore risoluzione, una volta che questi saranno disponibili.

“Il progetto cerca di colmare le lacune della nostra attuale conoscenza del cervello, perché quello che sappiamo delle sue connessioni infrastrutturali rimane ancora parziale, nonostante un secolo di intensa ricerca. Inoltre potremo finalmente fornire un framework di riferimento per le singole scoperte delle neuroscienze, che hanno finora operato in modo frammentario”, ha dichiarato Partha P. Mitra, professore di biomatematica al CSHL e direttore del Mouse Brain Architecture (MBA) Projet.

“Già 20 anni fa – prosegue Mitra – Francis Crick e Ted Jones sottolineavano su Nature la necessità di lavorare in questa direzione. Per capire veramente come funziona il nostro cervello (e come non funziona nelle condizioni neurologiche e neuropsichiatriche) è decisivo comprendere come sia cablato. Ottenendo man mano queste mappe da cervelli di specie differenti potremo poi rispondere a domande fondamentali sull’evoluzione”.

La differenza sostanziale rispetto ad altri approcci di connettomica – tengono a precisare i ricercatori del CSHL – è che il loro metodo è prettamente neuroanatomico: “si basa cioè su processi neuronali effettivi (‘the ground truth of neuroanatomy’, nelle parole di Mitra – NdR) e non sulle inferenze della fMRI (risonanza magnetica funzionale) e della DTI (imaging a tensore di diffusione)”. Le immagini del Mouse Brain Architecture (MBA) Projet sono completamente disponibili in spirito “open science” su brainarchitecture.org

References:

1. Brain Architecture Project http://brainarchitecture.org
2. Technical White Paper: Mouse Brain Architecture Project http://brainarchitecture.org/_assets/MBA_WhitePaper_June2012.pdf
3. Bohland JW et al., A Proposal for a Coordinated Effort for the Determination of Brainwide Neuroanatomical Connectivity in Model Organisms at a Mesoscopic Scale (Position Paper), PLoS Computational Biology, March 2009 (link al full text)