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Il primo sguardo sullo sviluppo del cervello dei mammiferi permette di seguire come si struttura e si organizza il più complesso degli organi, dall'attività dei geni alle molecole, ma anche quali ostacoli può incontrare lungo questo percorso, comprometterlo e dando origine a malattie come l'autismo, la schizofremia o la sclerosi multipla. Risalire all'origine di questi disturbi, inoltre, aprirebbe la strada alla possibilità di bloccare sul nascere la cascata di eventi che porta alla malattia. I risultati, ai quali la rivista Nature ha dedicato la copertina, si devono all'iniziativa Brain Initiative Cell Atlas Network e sono stati pubblicati in sei articoli che vedono la partecipazione anche di ricercatori italiani all'estero.
"Questa serie di lavori ci fornisce un modello dettagliato di come emergono e maturano nel tempo diversi tipi di cellule cerebrali", afferma Hongkui Zeng dell'Allen Institute for Brain Science e della Scuola di Medicina dell'Università di Washington, tra i coordinatori di alcuni degli studi pubblicati. "Comprendendo quando e dove i geni critici vengono attivati durante lo sviluppo, possiamo iniziare a scoprire come le interruzioni di questo processo possano portare a disturbi come l'autismo o la schizofrenia. È una conoscenza fondamentale - aggiunge - che apre la strada a diagnosi migliori e terapie mirate".
Utilizzando i dati provenienti da oltre 1,2 milioni di cellule cerebrali, uno degli studi si è concentrato su uno speciale gruppo di cellule che costituiscono i freni del cervello, calmando l'attività quando è troppo intensa e aiutando le diverse regioni a comunicare tra loro. Negli esseri umani, questi neuroni sono fondamentali praticamente per tutto, dal movimento alla memoria, fino alla gestione delle emozioni.
I ricercatori sono riusciti a disegnare l'albero genealogico finora più completo di queste cellule e hanno scoperto che viaggiano per lunghe distanze, attraversando anche intere regioni cerebrali per arrivare alla loro sede finale. Inoltre, alcuni di questi neuroni continuano a svilupparsi per molto tempo dopo la nascita, soprattutto in aree coinvolte nell'apprendimento, nel processo decisionale e nelle emozioni.
Un'altra ricerca ha monitorato nei topi oltre 770mila cellule dai primi giorni di sviluppo cerebrale fino all'età adulta, per capire come si forma la corteccia visiva, la parte che elabora ciò che vediamo. Anche in questo caso, gli autori dello studio hanno dimostrato che queste cellule non completano lo sviluppo prima della nascita come si pensava finora, e che nuovi neuroni continuano a formarsi in momenti chiave. come quando si aprono gli occhi per la prima volta o quando il cervello inizia a imparare a elaborare le informazioni visive.
Entrambi i risultati suggeriscono che le esperienze vissute dopo la nascita possono influenzare lo sviluppo cerebrale molto più di quanto si pensasse e che alcuni disturbi dello sviluppo potrebbero essere ancora curabili durante questi periodi critici, quando il cervello non ha ancora terminato di costruire i suoi circuiti.
Importanti scoperte sono emerse anche dagli altri lavori pubblicati nello stesso numero della rivista La mappa dell'espressione genica di milioni di singoli neuroni nella corteccia cerebrale, ad esempio, ha permesso di individuare combinazioni specifiche di diversi tipi di cellule che costituiscono delle firme molecolari delle varie regioni. Inoltre, programmi genetici attivi durante lo sviluppo possono risvegliarsi più tardi nel corso della vita, ad esempio nel caso dell'infiammazione che si scatena quando le cellule immunitarie attaccano i nervi stessi.
