È stato creato il primo modello 3D di un’area del cervello umano. Si tratta del primo progetto che comprende la struttura e la connettività neuronale dell’area CA1 dell’ippocampo umano. Attraverso immagini ad altissima risoluzione di un cervello umano i ricercatori hanno estratto un dataset di oltre 5 milioni di neuroni. Grazie ad un algoritmo e a svariate ricerche, sono stati trovati oltre 40 miliardi di sinapsi che connettono la rete neurale.
Nature Computational Science ha pubblicato lo studio e la Sicilia è alla guida del team della infrastruttura Ebrains-Italy. Michele Migliore del Cnr-Ibf di Palermo ha portato avanti il progetto insieme all’Istituto di biofisica del Cnr, all’Università di Modena e Reggio Emilia, e all’Institut de neurosciences des systèmes di Marsiglia.
il lavoro è stato finanziato dal Mur, tramite la Commissione Europea (Next-Generation EU), nell’ambito del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (Pnrr) e diretta dal Cnr.
Lo studio vuole porsi come obiettivo quello di approfondire l’indagine scientifica e di conoscere maggiormente le diverse funzioni cognitive. Tra queste l’apprendimento, la memoria e l’elaborazione spaziale, ma anche le disfunzioni, quali l’epilessia, le malattie neurodegenerative, come l’Alzheimer, e l‘invecchiamento. Il tutto anche per migliorare anche la ricerca farmacologica.
A pronunciarsi a riguardo è il coordinatore scientifico della infrastruttura di ricerca Ebrains-Italy Michele Migliore. “La quantità di dati sui singoli neuroni del cervello umano è molto limitata, sia in termini di coordinate 3D relative, sia in termini di connettività tra i neuroni. Abbiamo eseguito un’operazione di data mining su immagini ad alta risoluzione dell’ippocampo umano, ottenute dal database BigBrain“.
Daniela Gandolfi di Unimore dichiara questo. “L’algoritmo analizza immagini ad alta risoluzione e, dopo la creazione di specifiche forme geometriche da associare a proprietà morfologiche, ci permette di calcolare la probabilità che due neuroni siano connessi. Analizzando la distribuzione della densità dei neuroni nel nostro modello 3D, abbiamo verificato consistenza con i dati di letteratura sull’ippocampo umano. Il nostro obiettivo principale con questo studio era rendere i dati prontamente disponibili con Human Brain Project (Hbp) – il grande progetto europeo per la costruzione di una simulazione digitale completa del cervello – e la più ampia comunità delle neuroscienze. Ora stiamo usando lo stesso approccio per modellare altre regioni del cervello”.