Connettomica

L’osservazione al microscopio della corteccia cerebrale che ha permesso di elaborare la teoria dei neuroni e di identificare le principali aree corticali (a cui poi la neuropsicologia ha attribuito le diverse facoltà della mente e del corpo) ha soltanto aperto la strada alla comprensione del misterioso rapporto tra la struttura del cervello e la sua funzione. Rimane evidentemente ancora moltissimo da capire. Se la funzione del cervello è quella di mettere assieme la massa di dati sensoriali che continuiamo a scaricare sulle diverse scale dello spazio e del tempo, la struttura “a rete” del tessuto nervoso intuita dalla teoria neuronale è senz’altro la forma più adatta all’esercizio di questa funzione. Il problema però è che si tratta della rete più complessa che si conosca, formata com’è da molti miliardi di elementi (i neuroni) e da un numero incalcolabile di connessioni (le sinapsi). Le immagini al microscopio confocale che abbiamo presentato nello scorso numero risultano dallo sforzo di sbrogliare questa matassa seguendone i singoli fili. Le immagini che presentiamo in questo numero illustrano invece alcuni risultati di un’analisi della rete di connessioni del cervello umano a livello macroscopico. Le connessioni nervose sono infatti organizzate gerarchicamente, e importanti informazioni possono essere ricavate anche da un’analisi della struttura principale di questa organizzazione. La tecnica con cui sono stati raccolti i dati da cui è partita l’analisi è un particolare tipo di trattografia MRI che permette di determinare l’orientazione delle fibre nervose. Analizzando matematicamente la struttura della rete delle connessioni rilevate, la ricerca ha presentato una prima mappa del “connettoma” umano, identificando otto sub-regioni della corteccia con un più alto livello e una maggiore densità di interconnessioni. Altri esami di MRI funzionale eseguiti sugli stessi soggetti hanno mostrato una buona corrispondenza tra questa struttura e le regioni della corteccia che rimangono più attive quando la mente resta a riposo, senza essere cioè impegnata in nessun compito specifico. Un’incoraggiante conferma del fatto che l’essenza del cervello è proprio quella di essere una rete, pronta a stabilire rapide ed efficienti connessioni tra tutti i suoi nodi.

In alto, una trattografia DSI del cervello e la struttura della connettività corticale che ne è stata ricavata. Sotto, il risultato di un’analisi statistica della corrispondenza nella localizzazione delle regioni più connesse rilevate nei cervelli dei soggetti esaminati. Tutte le immagini sono tratte dall’articolo Mapping the Structural Core of Human Cerebral Cortex di Patric Hagmann, Leila Cammoun, Xavier Gigandet, et al., pubblicato su PLoS Biology nel luglio 2008 (Vol. 6, No. 7).

2013-08-30T13:46:54+00:00 domenica 1 marzo 2009|Categories: cartoline dalla scienza|Tags: , |

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