Per decenni, la comunità scientifica ha dibattuto sulla capacità del cervello umano adulto di generare nuovi neuroni. Ora, una nuova ricerca fornisce prove consistenti che chiudono definitivamente questa controversia: il cervello umano continua a produrre nuovi neuroni anche in età adulta.
Il cervello umano adulto continua a produrre neuroni
Questa crescita neuronale, nota come neurogenesi, avviene specificamente nell’ippocampo. Questa regione del cervello è cruciale per funzioni cognitive fondamentali come l’apprendimento, la memoria e la regolazione delle emozioni. La scoperta suggerisce un potenziale di plasticità cerebrale molto più elevato di quanto si credesse in precedenza.
“In breve, il nostro lavoro mette fine all’annoso dibattito sulla capacità del cervello umano adulto di sviluppare nuovi neuroni“, ha affermato Marta Paterlini, coautrice principale dello studio e ricercatrice presso il Karolinska Institutet di Stoccolma. Sebbene un singolo studio non costituisca una prova assoluta, il dott. Rajiv Ratan, CEO del Burke Neurological Institute presso la Weill Cornell Medicine (non coinvolto nello studio), ha confermato che si tratta di “una forte prova a sostegno dell’idea” che cellule staminali e precursori di nuovi neuroni proliferino.
la neurogenesi adulta
I recenti studi che confermano la produzione di nuovi neuroni nel cervello umano adulto sono stati possibili grazie all’applicazione di tecniche avanzate e all’accesso a campioni di tessuto cerebrale di alta qualità provenienti da biobanche internazionali. Questo approccio innovativo ha permesso ai ricercatori di superare le problematiche che per anni hanno ostacolato la comprensione della neurogenesi umana.
Per esaminare i campioni di tessuto, il team di ricerca ha combinato diverse metodologie all’avanguardia. Tra queste, il sequenziamento di RNA a singolo nucleo ha giocato un ruolo cruciale. L’RNA, una molecola simile al DNA, offre un’istantanea dei geni attivi all’interno delle cellule, fornendo informazioni dettagliate sulla loro funzione e stato. L’analisi di questi dati è stata poi elaborata attraverso l’apprendimento automatico, una branca dell’intelligenza artificiale particolarmente efficace nell’interpretare set di dati complessi e voluminosi.
Mentre la neurogenesi nel giro dentato dell’ippocampo di topi, ratti e alcuni primati non umani è nota dagli anni ’60, ottenere campioni di tessuto cerebrale umano adulto di qualità è sempre stato estremamente difficile. Marta Paterlini ha sottolineato come la manipolazione dei tessuti post-mortem o post-intervento chirurgico, inclusi i tempi di conservazione, le sostanze chimiche utilizzate e lo spessore delle sezioni, possa mascherare la presenza di queste nuove cellule. L’impiego di queste nuove tecnologie ha permesso al team di superare tali ostacoli.
I ricercatori hanno analizzato un numero impressionante di campioni: oltre 400.000 singoli nuclei di cellule dell’ippocampo provenienti da 24 individui, e ulteriori 10 cervelli esaminati con tecniche supplementari. Questi campioni coprivano un’ampia fascia d’età, da 0 a 78 anni, includendo sei bambini e quattro adolescenti, fornendo una prospettiva completa sulla neurogenesi attraverso diverse fasi della vita.
Utilizzando due metodi di imaging all’avanguardia, il team è riuscito a mappare con precisione la posizione delle nuove cellule nel tessuto cerebrale. Hanno osservato chiaramente gruppi di cellule precursori in divisione situate accanto a neuroni completamente formati, in aree che gli studi sugli animali avevano già identificato come sede di cellule staminali adulte.
“Non abbiamo osservato queste cellule precursori in divisione solo nei neonati e nei bambini piccoli, ma le abbiamo trovate anche negli adolescenti e negli adulti“, ha spiegato Paterlini. Ha aggiunto che tra queste ci sono “cellule staminali in grado di rinnovarsi e dare origine ad altre cellule cerebrali“, una scoperta che apre nuove e affascinanti prospettive per la comprensione del cervello umano e delle sue capacità rigenerative.
Strumenti innovativi per rilevare nuove cellule cerebrali
Le tecnologie all’avanguardia hanno permesso ai ricercatori di raggiungere risultati impensabili fino a pochi anni fa, rendendo possibile l’identificazione di nuove cellule cerebrali in diverse fasi di sviluppo. Come ha sottolineato il Dott. Ratan, queste innovazioni hanno aperto le porte a nuove prospettive di ricerca.
Il team di ricerca ha impiegato tag fluorescenti per marcare le cellule in proliferazione, sviluppando poi un algoritmo di apprendimento automatico in grado di identificare le cellule destinate a trasformarsi in cellule staminali neurogeniche, basandosi su studi precedenti sui roditori. Ratan ha definito questo approccio “intelligente” per superare le complessità legate allo studio della formazione delle cellule cerebrali negli adolescenti e negli adulti
Come ci si poteva aspettare, il cervello dei bambini ha mostrato una maggiore produzione di nuove cellule cerebrali rispetto a quello degli adolescenti e degli adulti. Interessante notare che nove su quattordici cervelli adulti analizzati con una tecnica hanno mostrato segni di neurogenesi, mentre tutti e dieci i cervelli adulti esaminati con una seconda tecnica hanno evidenziato la presenza di nuove cellule. Riguardo ai pochi cervelli privi di nuove cellule, la Dott.ssa Paterlini ha specificato che è troppo presto per trarre conclusioni definitive sulle ragioni di questa disparità.
In futuro, i ricercatori potrebbero approfondire se la neurogenesi negli adulti sia una risposta a patologie neurologiche come l’Alzheimer, o se invece sia un indicatore di buona salute cerebrale, come suggerito dal Dott. W. Taylor Kimberly del Massachusetts General Brigham, che non è stato coinvolto nello studio. Kimberly ha paragonato questa scoperta alla ricerca di “aghi in un pagliaio”, sottolineando come, una volta identificate e comprese le cellule, gli scienziati potranno monitorarne la presenza nel tempo e correlarla a diverse malattie.
Kimberly ha ipotizzato la possibilità di confrontare i pazienti affetti da demenza con “super anziani” cognitivamente tenaci, nella speranza di scoprire un legame tra neurogenesi e malattia che potrebbe aprire la strada a nuove terapie. La Dott.ssa Paterlini ha concluso che, sebbene le strategie terapeutiche specifiche siano ancora in fase di ricerca attiva, “il fatto stesso che il nostro cervello adulto possa sviluppare nuovi neuroni trasforma il nostro modo di pensare all’apprendimento permanente, al recupero da lesioni e al potenziale inutilizzato della plasticità neurale”.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Science.
