Nopparit/Getty Images
I neuroni sono le cellule di segnalazione del sistema nervoso, che trasmettono messaggi che governano tutto, dal movimento all’appetito. Con circa 86 miliardi di neuroni, la rete sinaptica del cervello umano assomiglia a un mucchio di spaghetti aggrovigliati se vista in immagini grezze. Il consorzio FlyWire, che comprende scienziati e traccianti qualificati provenienti da oltre 127 istituzioni, ha ora trasformato questa complessità nel primo connettoma completo di un intero cervello di moscerino della frutta di una femmina adulta.
Utilizzando 21 milioni di immagini ad alta risoluzione, il team ha applicato tecniche di tracciamento automatizzate e guidate dall'intelligenza artificiale per districare i circuiti. L'atlante tridimensionale risultante contiene quasi 140.000 neuroni, più di 50 milioni di sinapsi e circa 100.000 tipi di cellule annotate, il tutto a partire dal 2019. L'articolo di punta è stato pubblicato su Nature .
"Quello che abbiamo fatto è costruire un atlante del cervello e aggiungere annotazioni per tutte le attività commerciali, gli edifici, i nomi delle strade. Con questo, i ricercatori sono ora in grado di esplorare attentamente il cervello, mentre cerchiamo di capirlo." – Dott. Sven Dorkenwald, Università di Princeton.
Questo risultato supera di diversi ordini di grandezza i modelli precedenti, come la rete di 302 neuroni di un nematode adulto e la larva di 3000 neuroni del moscerino della frutta.
Christoph Burgstedt/Libreria fotografica scientifica/Getty Images
Sebbene un moscerino della frutta possa sembrare distante dalla neuroscienza umana, il suo cervello condivide caratteristiche chiave:il 60% del nostro DNA – compresi i geni legati al jet lag, all’apprendimento e alle anomalie cromosomiche – è conservato, e il 75% delle malattie genetiche umane hanno paralleli nella Drosophila. Questa comunanza rende la mosca un modello inestimabile per lo studio dei disturbi neurologici.
Molte condizioni debilitanti, come l’Alzheimer, il Parkinson e la demenza, attualmente non hanno cura; il trattamento si concentra solo sull’alleviare i sintomi. Con questo atlante completo, i ricercatori possono individuare le differenze tra neuroni e circuiti specifici tra cervelli sani e malati, aprendo strade per terapie di precisione. Uno studio del 2019 ha dimostrato che i moscerini della frutta possono modellare il dolore cronico, suggerendo ulteriori possibilità di traduzione.
Il consorzio FlyWire ha inoltre rilasciato un Codex gratuito basato sul web che consente agli scienziati di tutto il mondo di esplorare la mappa senza software avanzati o download di grandi dimensioni. All’inizio di ottobre 2024 si erano registrati più di 10.000 utenti e nuovi esperimenti sono già in corso. Sono state fornite risorse educative per gli studenti delle scuole superiori e universitari per ampliare l'impatto del modello.
