I neuroscienziati hanno scoperto un nuovo processo di segnale nel cervello che, secondo i ricercatori, potrebbe essere la chiave per spiegare ciò che ci rende umani. Il cervello umano è un complesso sistema di cellule chiamato neuroni che scambiano informazioni usando segnali elettrici e chimici. Secondo un nuovo studio pubblicato questo mese su Science, i ricercatori hanno scoperto che alcune cellule del cervello trasmettono segnali in modo diverso da quelle osservate nelle corrispondenti cellule di roditori.
Differenze dimostrabili nel cervello umano rispetto ad altri cervelli di mammiferi aiutano a scoprire perché quelli umani possono essere unici, il che può portare a una migliore comprensione del nostro cervello.
Lo studio
I ricercatori hanno analizzato le sezioni del cervello di pazienti con epilessia o tumori. Gli scienziati si sono concentrati sui dendriti – le estensioni ramificate delle cellule cerebrali che si collegano ad altre cellule cerebrali, consentendo lo scambio di informazioni – nel secondo e terzo strato della corteccia cerebrale – lo strato più esterno.
I pazienti con epilessia sono stati scelti a causa di interventi chirurgici che hanno fornito abbastanza tessuto corticale da analizzare e campioni di tumore dovrebbero garantire che i risultati non siano stati trovati solo in quelli con epilessia.
Grazie alla sua espansione mentre evolviamo, il cervello umano ha una corteccia insolitamente spessa – circa 3 millimetri – che è sproporzionata nel secondo e terzo strato, portando a grandi ed elaborati alberi di dendrite.
Una sinapsi è una struttura che consente di inviare impulsi nervosi elettrici tra due neuroni, che comunicano attraverso eventi elettrici chiamati “potenziali d’azione” – un’esplosione di attività elettrica quando un neurone invia informazioni lontano dalla cellula.
Centinaia di input sinaptici per un neurone determinano se risulta un potenziale d’azione. Le proprietà elettriche attive di questi dendriti determinano le numerose trasformazioni dell’input sinaptico potenziale d’azione, nel senso che sono essenziali per il potere computazionale di un neurone.
Il team ha creato un circuito elettrico per le celle e una tecnica di imaging fluorescente per studiare le proprietà delle cellule. Gli scienziati hanno scoperto classi di potenziali d’azione precedentemente sconosciute nei dendriti di questi neuroni, il che significa che la loro attività è molto più complessa di quanto si pensasse in precedenza.
Tra le rivelazioni, gli scienziati hanno notato che uno dei nuovi tipi di potenziali d’azione ha viaggiato usando ioni calcio anziché ioni calcio e sodio, qualcosa che non è mai stato visto prima nelle cellule della corteccia dei mammiferi.
Inoltre, gli scienziati hanno scoperto che i potenziali d’azione potevano svolgere una funzione “computazionale” che si pensava richiedessero un’intera rete di neuroni, anziché solo una.
D’altra parte, i neuroscienziati non hanno modellato un neurone completo e il lavoro è stato svolto su cellule umane, non su esseri umani reali. Altri mammiferi possono avere lo stesso segnale, ma non l’abbiamo ancora osservato in condizioni di laboratorio.
Tuttavia, nella ricerca in corso per scoprire come e perché gli esseri umani sono unici, questo è un passo interessante.
