La mappatura delle influenze genetiche sulle connessioni tra le reti neurali potrebbe portare a una migliore comprensione dell'organizzazione e del comportamento del cervello.

Una revisione dei recenti sviluppi nei metodi statistici ha evidenziato l'ampiezza e la difficoltà delle sfide che impediscono nuove intuizioni dai dati di neuroimaging, con l'obiettivo finale un modello più completo della struttura e della funzione del cervello.

Il cervello umano è al centro della ricerca, con scienziati che si affidano a metodi statistici per trarre conclusioni da studi di neuroimaging. Eppure molto della struttura e della funzione del cervello è ancora poco compreso.

Il campo emergente della genetica dei connettimi, che cerca di identificare i fattori genetici che influenzano la connettività cerebrale, può far luce sulle funzioni cognitive e sulle attività cerebrali di alto livello, come il recupero della memoria e il processo decisionale, così come la diagnosi e il trattamento delle malattie neurologiche e mentali.

Ciò ha portato Hernando Ombao di KAUST, in collaborazione con Dustin Pluta e Zhaoxia Yu dell'Università della California, negli Stati Uniti, e ricercatori in Cina, condurre una revisione degli attuali metodi statistici utilizzati nella genetica del connettoma al fine di identificare approcci nuovi e migliorati per l'analisi e l'interpretazione dei dati genetici di imaging.

"Le funzioni cognitive di livello superiore dipendono dall'interazione e dal trasferimento di informazioni tra molte regioni localizzate del cervello, quindi è necessario studiare il ruolo potenziale che la genetica gioca nella funzione cerebrale, e in particolare nella connettività cerebrale, " spiega Ombao.

Nonostante i notevoli progressi tecnologici e metodologici degli ultimi anni, come l'avvento di tecniche come la risonanza magnetica funzionale e gli elettroencefalogrammi, gli studi di genetica per immagini sono ancora difficili e costosi da progettare, implementare e analizzare.

A causa degli elevati costi e tempi richiesti, un singolo studio di neuroimaging è spesso in grado di raccogliere dati solo da poche centinaia di soggetti, rendendo l'identificazione delle relazioni tra i set di dati una grande sfida computazionale e statistica.

"È importante che gli statistici e i neuroscienziati collaborino strettamente per sviluppare nuovi metodi statistici e progetti sperimentali in grado di affrontare le questioni scientifiche di maggiore interesse e utilizzare efficacemente le conoscenze esistenti per migliorare le strategie di modellazione, "dice Ombao.

"La nostra speranza è di coinvolgere più scienziati quantitativi per interessarsi a quest'area e contribuire ad approfondire la nostra comprensione dei ruoli della genetica sulla funzione e sul comportamento del cervello, "dice Ombao.