I ricercatori dell'Istituto «Allen for Brain Science» hanno pubblicato il primo set di dati di grandi dimensioni completo sulle connessioni del cervello di un mammifero, fornendo una risorsa innovativa di dati e nuove intuizioni sul modo in cui il sistema nervoso elabora le informazioni.
Il loro documento-pietra-miliare, presente sull'edizione di questa settimana della rivista Nature, descrive l'«Allen mouse Brain Connectivity Atlas» e dimostra la conoscenza emozionante che si può ricavare da questa preziosa risorsa. L'atlante è disponibile in www.brain-map.org.
"Capire come è cablato il cervello è tra i passaggi più cruciali per comprendere come esso codifica le informazioni", spiega Hongkui Zeng, direttore della ricerca scientifica all'Allen Institute for Brain Science. "L'Allen Mouse Brain Connectivity Atlas è una risorsa standardizzata, quantitativa e completa che stimolerà interessanti inchieste nell'intera comunità di neuroscienze, e da cui abbiamo già tratto dettagli senza precedenti sul modo in cui sono collegate le strutture all'interno del cervello".
Usandone i dati, gli scienziati dell'Allen Institute sono riusciti a dimostrare che ci sono modelli altamente specifici nelle connessioni tra differenti regioni del cervello, e che le forze dei collegamenti variano con più di cinque ordini di grandezza, bilanciando un piccolo numero di connessioni forti con un gran numero di connessioni deboli. Questa pubblicazione arriva proprio mentre il gruppo di ricerca riassume più di quattro anni di lavoro per raccogliere e mettere a disposizione del pubblico i dati alla base del progetto Allen Mouse Brain Connectivity Atlas, il cui completamento era stato annunciato per marzo 2014.
Il cervello umano è tra le strutture più complesse di tutto l'universo, contiene circa 100 miliardi di neuroni, un numero pari alle stelle della Via Lattea.
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L'Atlante promette di diventare uno strumento prezioso per i neuroscienziati di tutto il mondo, a lungo nel futuro. "In precedenza, la comunità scientifica aveva dovuto fare affidamento su set di dati frammentati e incompleti, come piccoli pezzi di una mappa, ma a risoluzioni diverse, e quindi era impossibile vedere il quadro più ampio", spiega Ed Callaway, professore dei Systems Neurobiology Laboratories del Salk Institute for Biological Studies. "Ora abbiamo accesso immediato a dati completi e coerenti dell'intero cervello, e la suite di strumenti analitici di visualizzazione su Internet ci aiutiamo a trovare quello che ci serve e di vederlo in 3D".
"Chi siamo, tutti i nostri pensieri e azioni dell'intera vita sono basati su connessioni tra i neuroni" continua Callaway. "Quindi se vogliamo capire uno qualsiasi di questi processi e come va male nelle malattie, dobbiamo capire come funzionano questi circuiti. Senza un atlante, non potevamo sperare di ottenere quella comprensione".
Fonte: Allen Institute for Brain Science (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Seung Wook Oh, Julie A. Harris, Lydia Ng, Brent Winslow, Nicholas Cain, Stefan Mihalas, Quanxin Wang, Chris Lau, Leonard Kuan, Alex M. Henry, Marty T. Mortrud, Benjamin Ouellette, Thuc Nghi Nguyen, Staci A. Sorensen, Clifford R. Slaughterbeck, Wayne Wakeman, Yang Li, David Feng, Anh Ho, Eric Nicholas, Karla E. Hirokawa, Phillip Bohn, Kevin M. Joines, Hanchuan Peng, Michael J. Hawrylycz, John W. Phillips, John G. Hohmann, Paul Wohnoutka, Charles R. Gerfen, Christof Koch, Amy Bernard, Chinh Dang, Allan R. Jones, Hongkui Zeng. A mesoscale connectome of the mouse brain. Nature, 2014; DOI: 10.1038/nature13186
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