Mappare il cervello: la rivoluzione svizzera di Adrian Wanner

by Redazione Innovando.News

Al PSI di Villigen un neurobiologo guida una ricerca pionieristica per costruire atlanti 3D dei legami neuronali e svelare la memoria di lavoro Un minuscolo frammento di cervello di topo mostra alcune decine di neuroni e le loro sinapsi, soltanto una frazione delle oltre centomila cellule presenti in un millimetro cubo: una complessità che rivela quanto sia ambizioso l’obiettivo del PSI, ovvero mappare in 3D i circuiti cerebrali con risoluzione nanometrica(Foto: MICrONs Consortium et al.) Nel laboratorio di Nanoscale Biology del Paul Scherrer Institute, una nuova generazione di neuroscienziati sta cercando di disegnare il “circuito elettrico della mente”. Non si tratta di una metafora: il neurobiologo Adrian Wanner e il suo gruppo di lavoro vogliono davvero creare diagrammi di circuito del cervello, per comprendere come i neuroni si collegano, comunicano e mantengono viva la memoria di lavoro, la funzione cognitiva che permette di ricordare informazioni per pochi secondi o minuti. “Quando entri in cucina e dimentichi perché sei lì, è la memoria di lavoro che ti ha tradito”, spiega lo scienziato svizzero, non senza una certa dose di ironia. “Nella vita quotidiana è un fastidio, ma in malattie come l’Alzheimer può essere il primo segnale di un decadimento più profondo”. Dietro questa apparente semplicità si nasconde un obiettivo monumentale: ricostruire la rete funzionale di miliardi di neuroni, catturandone la dinamica in tempo reale e la struttura tridimensionale a scala nanometrica. Un’impresa che unisce biologia, fisica, intelligenza artificiale e nanotecnologia, e che promette di rivoluzionare la comprensione dei processi cerebrali. Il cervello come circuito: dalla biologia ai modelli ingegnerizzati Per ricostruire ciò che accade nel cervello durante l’attività della memoria di lavoro, a Villigen i ricercatori combinano due approcci: le mappe di attività neuronale e i diagrammi di connessione sinaptica. Nel primo caso, le cellule che si attivano durante un compito vengono evidenziate da marcatori fluorescenti: il cervello, letteralmente, si illumina nei suoi punti nevralgici. Nel secondo, gli scienziati cercano di capire come questi neuroni siano collegati fra loro, creando una sorta di schema elettrico biologico. “È come disegnare il circuito di un computer”, aggiunge il ricercatore elvetico. “Soltanto che al posto dei fili abbiamo sinapsi e, al posto dei transistor, cellule viventi”. Il progetto del professor Wanner si inserisce in una tradizione che ha reso la Svizzera un polo mondiale per le neuroscienze strutturali e computazionali, grazie all’interazione tra PSI, ETH Zurich, Friedrich Miescher Institute di Basilea e la rete europea Human Brain Project, di cui la Confederazione è partner fondatore. L’obiettivo è comune: comprendere non soltanto dove avvengono le reazioni neurali, ma come l’informazione fluisce da una cellula all’altra, attraverso connessioni dirette, circuiti paralleli o feedback di ritorno. Questa architettura nascosta…