comunicazione

Riuscire a visualizzare l’attività dei neuroni del cervello in vivo e assistere alla loro comunicazione è oggi possibile grazie ad uno strumento altamente innovativo. Ciò rappresenta un notevole passo in avanti nello studio dell’attività neuronale e nella comprensione di come i neuroni comunichino tra loro all’interno del cervello.

A dimostrare questi risultati sorprendenti è uno studio pubblicato sulla rivista Nature Methods. Quest’ultimo, è il frutto di un lavoro condotto da scienziati dell’Università di Hong Kong (HKU) in collaborazione con un team di ricerca dell’Università della California, Berkeley.

Per eseguire il loro studio, i ricercatori hanno costruito un nuovo microscopio ad alta velocità che permette di visualizzare l’attività dei neuroni e la loro comunicazione. I neuroni, infatti, comunicano costantemente tra di loro scambiandosi dei lampi chimici ed elettrici. Questa “corrispondenza” è davvero notevole ed i messaggi che i neuroni si scambiano sono migliaia di miliardi e costituiscono la base del funzionamento del cervello. Per tale ragione è di fondamentale importanza riuscire a comprendere gli schemi di comunicazione molto complessi che si stabiliscono tra i neuroni. Una sfida questa, con la quale si confrontano da decenni, tantissimi neuroscienziati. La speranza è sempre stata quella di riuscire a captare l’attività dei neuroni in un cervello vivo. Oggi, ciò è possibile grazie all’innovativo microscopio costruito dai ricercatori cinesi e californiani.

La comunicazione neuronale studiata con la tecnica FACED

Il microscopio in questione è a fluorescenza a due fotoni. Ciò, significa che esso è in grado di catturare segnali ad altissima velocità, come quelli che costituiscono la comunicazione tra neuroni, che durano solo pochissimi millisecondi. Questa nuova tecnica, denominata FACED (free-space angular-chirp-enhanced delay imaging) è meno invasiva rispetto a quelle sviluppate in precedenza. Infatti, essa prevede l’utilizzo di una coppia di specchi paralleli che emettono una pioggia di impulsi laser per eseguire una scansione super veloce. Durante i loro esperimenti sul cervello di topi vivi, i ricercatori hanno catturato da 1.000 a 3.000 scansioni 2D complete di un singolo strato cerebrale di topo ogni secondo. Per riuscire a carpire i segnali elettrici che passano da un neurone all’altro, gli scienziati hanno utilizzato un biosensore fatto di molecole proteiche.

Kevin Tsia dell’Università di Hong Kong, a proposito di queste molecole proteiche ha affermato che:

«Queste proteine ingegnerizzate si accenderanno ogni volta che c’è un segnale di tensione che attraversa i neuroni. La luce emessa viene quindi rilevata dal microscopio e trasformata in un’immagine 2D che visualizza le posizioni di questi cambiamenti di tensione».

Sostanzialmente, i ricercatori hanno letteralmente “sbirciato” nelle attività neuronali del cervello del topo in diretta. Utilizzare una tecnica del genere per studiare l’attività e la comunicazione neuronale nel cervello di un essere umano, potrebbe fornire indizi fondamentali. Ad esempio, attraverso la tecnologia FACED, potremmo capire come realmente funziona il cervello del quale, ad oggi, conosciamo meno del 20%. Sarebbe una tecnica che potrebbe permettere finalmente di decodificare in modo più accurato i segnali di un cervello vivente.