Zoom sul cervello umano, mai visto così in dettaglio VIDEO

L ' obiettivo ultimo è creare un atlante tridimensionale delle cellule cerebrali umane a risoluzione subcellulare, ma non solo. "Prevediamo che questa piattaforma tecnologica scalabile migliorerà la nostra comprensione delle funzioni degli organi umani e dei meccanismi delle malattie per stimolare lo sviluppo di nuove terapie ", affermano i ricercatori guidati da Juhyuk Park.

Il loro lavoro, svolto nell'ambito della Brain Initiative Cell Census Network , ha portato a sviluppare e combinare tre tecnologie innovative : MEGAtome , un microtomo vibrante che affetta i tessuti con un taglio ultra preciso senza perdere le connessioni tra cellule; mELAST , un idrogel che rende i campioni di tessuto chiari, elastici, espandibili e marcabili in modo reversibile, per studiarli su più scale; infine Unslice , un software che ricompone le fettine di tessuto per ricostruire l'emisfero cerebrale in 3D ripristinando perfino l'allineamento dei singoli vasi sanguigni e delle connessioni fra neuroni.
Il mix di queste tecnologie consente di studiare i campioni senza degradarli , anzi: i tessuti diventano durevoli e possono essere analizzati più volte, potenzialmente per anni .

Osservare interi emisferi del cervello umano intatti e fino alla risoluzione delle singole connessioni (sinapsi) è doppiamente importante , sottolineano i ricercatori. Innanzitutto consente di studiare più aspetti contemporaneamente su un unico cervello , senza dover ricorrere a cervelli di persone diverse, che possono presentare differenze anche significative rendendo difficile un confronto. In secondo luogo, la scalabilità e la rapidità di esecuzione di questo approccio (l'imaging di un intero emisfero cerebrale, una volta preparato, richiede 100 ore anziché molti mesi ) permettono di creare molti campioni per rappresentare diversi sessi, età e stati patologici, facilitando i confronti per ottenere statistiche più robuste. Il coordinatore dello studio Kwanghun Chung, ingegnere chimico del Mit, ipotizza già la creazione di una banca di cervelli interamente sottoposti a imaging che potrebbero essere analizzati ed etichettati nuovamente con vari marcatori a seconda delle necessità.

Per il momento la piattaforma è stata messa alla prova su due cervelli umani donati alla scienza , uno sano e uno colpito da Alzheimer . Senza pianificare troppo, i ricercatori hanno cominciato a esplorare dei campioni di tessuto della corteccia orbitofrontale. Dopo aver individuato le regioni che avevano subito una sostanziale perdita di neuroni, hanno deciso di andare ancora più a fondo usando vari marcatori per evidenziare le relazioni tra fattori patogeni e i diversi tipi di cellule. E' così emerso che la perdita di sinapsi si concentra nelle aree in cui c'è una sovrapposizione diretta con le placche di amiloide.