Rivoluzione nella neuro-imaging: un emisfero cerebrale in 3D a risoluzione senza precedenti

Un nuovo sguardo al cervello umano

Un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha sviluppato una piattaforma rivoluzionaria che consente di studiare interi emisferi cerebrali umani in 3D con una risoluzione senza precedenti. Questa tecnologia, descritta sulla rivista Science, permette di osservare il cervello a diversi livelli, dall’architettura del tessuto e la morfologia delle cellule, fino ai dettagli cellulari e molecolari più minuti, come le connessioni tra neuroni, le loro strutture subcellulari e perfino le proteine espresse.
La piattaforma si basa su una combinazione di tre tecnologie innovative:

• MEGAtome: un microtomo vibrante che affetta i tessuti con un taglio ultra preciso senza danneggiare le connessioni tra cellule.
• mELAST: un idrogel che rende i campioni di tessuto chiari, elastici, espandibili e marcabili in modo reversibile, permettendo studi su più scale.
• Unslice: un software che ricompone le fettine di tessuto per ricostruire l’emisfero cerebrale in 3D, ripristinando anche l’allineamento dei vasi sanguigni e delle connessioni neuronali.

Grazie a questa combinazione di tecnologie, i campioni di tessuto possono essere studiati senza degradarsi, diventando durevoli e analizzabili più volte, potenzialmente per anni.

Applicazioni e potenzialità

L’obiettivo finale del progetto è creare un atlante tridimensionale delle cellule cerebrali umane a risoluzione subcellulare. I ricercatori, guidati da Juhyuk Park, ritengono che questa piattaforma tecnologica scalabile possa migliorare la comprensione delle funzioni degli organi umani e dei meccanismi delle malattie, aprendo la strada allo sviluppo di nuove terapie.
La piattaforma è stata già testata su due cervelli umani donati alla scienza, uno sano e uno affetto da Alzheimer. I ricercatori hanno iniziato ad esplorare campioni di tessuto della corteccia orbitofrontale del cervello affetto da Alzheimer, scoprendo che la perdita di sinapsi si concentra nelle aree in cui si sovrappongono le placche di amiloide.

Un passo avanti per la ricerca neurologica

La possibilità di osservare interi emisferi cerebrali intatti con una risoluzione così elevata rappresenta un passo avanti significativo per la ricerca neurologica. La scalabilità e la rapidità di questo approccio permettono di creare numerosi campioni per rappresentare diversi sessi, età e stati patologici, facilitando i confronti per ottenere statistiche più robuste.
Il coordinatore dello studio, Kwanghun Chung, ipotizza la creazione di una banca di cervelli interamente sottoposti a imaging, che potrebbero essere analizzati ed etichettati nuovamente con vari marcatori in base alle esigenze.

Un futuro promettente per la neuro-scienza

Questa nuova piattaforma di imaging cerebrale rappresenta un passo avanti significativo nella comprensione del cervello umano. La possibilità di studiare interi emisferi cerebrali con una risoluzione senza precedenti apre nuove opportunità di ricerca, permettendo di indagare in modo più dettagliato i meccanismi di malattie neurodegenerative come l’Alzheimer e di sviluppare nuove strategie terapeutiche.