Iscriviti alla newsletter



Registrati alla newsletter (giornaliera o settimanale):
Ricevi aggiornamenti sulla malattia, gli eventi e le proposte dell'associazione. Il tuo indirizzo email è usato solo per gestire il servizio, non sarà mai ceduto ad altri.


Il cervello umano pulsa ogni volta che il cuore batte: nuove intuizioni sui nostri neuroni

Il neuroscienziato Ueli Rutishauser PhD pensava di aver scoperto un fenomeno nuovo e strano nel cervello umano. Stava cercando di studiare come il cervello ascolta il cuore: non nel senso figurato di seguire il cuore, ma per individuare i neuroni misteriosi nel cervello che letteralmente monitorano e regolano il battito cardiaco.


Rutishauser e i suoi colleghi del Cedars-Sinai Medical Center di Los Angeles avevano dati preziosi per cercare di risolvere il mistero: le registrazioni elettriche, prese all'interno del cervello umano vivente, in particolare dall'ippocampo, una struttura profonda all'interno del cervello che è importante per la memoria.


Questi dati sono rari, registrati da persone che erano sottoposte a certi tipi di intervento chirurgico al cervello, o che avevano ricevuto impianti cerebrali a breve termine in vista di un intervento chirurgico per l'epilessia e che avevano accettato di partecipare a studi di ricerca.


Quando gli scienziati hanno inizialmente dato un'occhiata alle registrazioni e le hanno allineate con i battiti cardiaci dei pazienti, i dati sono balzati fuori dalla pagina. Quasi tutta l'attività elettrica di ogni singolo neurone sembrava contrarsi in sincronia con il battito cardiaco.


“C'è stata questa prima fase di grande entusiasmo”, ha detto Rutishauser. “Eravamo meravigliati da quell'effetto così forte. I risultati sembravano troppo belli per essere veri“. E invece si è scoperto che lo erano.


Gli scienziati si sono ben presto resi conto che i neuroni non erano influenzati dal cuore; lo erano i minuscoli fili che avevano messo nel cervello dei pazienti. Il cervello delle persone pulsa leggermente quando il cuore batte, causando in questi esperimenti piccoli scatti nell'elettrodo, che faceva sembrare dei cambi di ritmo i picchi elettrici dei neuroni.


La storia avrebbe potuto fermasi lì, se non fosse per una conversazione a cena di Rutishauser con Costas Anastassiou PhD, neuroscienziato dell'Allen Institute, che lo ha portato a realizzare che avrebbero potuto usare questo fenomeno sperimentale per cogliere un tipo diverso di comprensione del cervello umano.


In definitiva, gli scatti del battito cardiaco hanno permesso ai due gruppi di scienziati di classificare in tre tipi diversi i neuroni del cervello dei pazienti, in base alle loro firme elettriche. I gruppi di ricerca del Cedars-Sinai e dell'Allen Institute hanno pubblicato uno studio che descrive le loro conclusioni sulla rivista Cell Reports.

 

Collegare due tipi di dati sul cervello

Rutishauser faceva parte del Next Generation Leaders Council dell'Allen Institute for Brain Science, una divisione dell'Istituto Allen. Questo programma porta all'Istituto Allen ricercatori a inizio carriera nelle neuroscienze per uno scambio bidirezionale di consulenza e competenze. Nel corso di una cena a seguito di una riunione del Consiglio a Seattle, tre anni fa, ha descritto l'effetto del battito cardiaco ad Anastassiou, che guida un team di neuroscienziati che crea e analizza modelli computazionali di neuroni umani, ed i due ricercatori hanno istituito una collaborazione per approfondire i dati.


Il lavoro di calcolo di Anastassiou fa parte di un programma più ampio all'Allen Institute, dove i ricercatori ricavano dati dettagliati sulla “lista delle parti” del cervello dal tessuto post mortem o da pezzi di cervello vivente donati da pazienti sottoposti a chirurgia per i tumori cerebrali o epilessia. Usano informazioni come i geni che i neuroni attivano, la loro attività elettrica unica e le loro forme 3D, per inserire queste cellule in diverse categorie o tipi di cellule.


C'è molto da imparare sui mattoni di costruzione del nostro cervello osservando campioni di tessuto in laboratorio, ma c'è un divario tra quel lavoro e la comprensione di come i diversi tipi di neuroni producono pensieri e sentimenti in noi, ha detto Anastassiou, che ha guidato lo studio apparso su Cell Reports insieme a Rutishauser.


“Cosa significano tutti questi tipi di cellule diverse? Come stanno tutte insieme? Per capirlo, dobbiamo andare al di là di questi pezzi e cellule. Dobbiamo andare al cervello intero"
, ha detto Anastassiou.


Quando Rutishauser ha descritto ciò che avevano visto con il battito del cuore, Anastassiou ha capito che questa potrebbe essere l'occasione per colmare questi due mondi: un gruppo aveva dettagliato i dati relativi a tipi di cellule cerebrali umane, ma non aveva alcuna informazione su ciò che questi tipi fanno in una persona; l'altro gruppo aveva le registrazioni dal cervello umano vivente, ma nessun modo di sapere che tipi di neuroni stava ascoltando.


I ricercatori hanno creato una collaborazione e ben presto si sono resi conto che c'erano sottili differenze nel modo in cui le firme elettriche di neuroni diversi cambiavano quando l'elettrodo vibrava con il battito cardiaco. Anastassiou e i suoi colleghi hanno costruito una serie di simulazioni computazionali di neuroni umani sulla base dei dati dei tipi di cellule umane dell'Allen Institute e hanno stimolato quei neuroni virtuali a 'sparare' picchi elettrici. Hanno usato l'apprendimento automatico per accoppiare quei segnali virtuali con la cosa reale, ottenendo tre tipi diversi di cellule in base alle loro registrazioni elettriche.

 

Collegare scoperte sul cervello ai tipi di cellule

I ricercatori hanno già ottenuto alcuni spunti su come lavorano queste classi di neuroni nel cervello intatto: uno di questi tre tipi si sincronizza con le onde theta del cervello dei pazienti, una onda cerebrale lenta associata con l'apprendimento e la plasticità del cervello sveglio.


“Non è qualcosa che si potrebbe necessariamente vedere in una fetta di cervello in laboratorio”, ha detto Clayton Mosher PhD, postdottorato del Cedars-Sinai, primo coautore dello studio insieme a Yina Wei PhD, neuroscienziata dell'Allen Institute.


I gruppi di ricerca stanno lavorando per definire altri tipi di neuroni umani usando questo metodo, e hanno anche in programma di studiare come i diversi tipi di neuroni si attivano o si disattivano mentre i pazienti nei loro studi eseguono determinate attività, come guardare foto dei familiari o richiamare un ricordo.


Gli scienziati hanno scoperto neuroni coinvolti in tali attività (es.: un neurone specifico che spara in risposta a immagini di Jennifer Aniston) ma non sanno che tipo di cellula è. E una volta che riusciranno a collegare tipi specifici di cellule a ricordi, reazioni o emozioni, ciò aprirà le porte a potenziali terapie per malattie e disturbi, secondo Rutishauser.


Non vogliono solo capire il tipo di cellula che consente di riconoscere il viso di tua nonna, vogliono anche capire che cosa va storto a livello cellulare nelle persone con demenza o altri disturbi della memoria, che non riescono più a riconoscere i loro cari e, alla fine, come correggere quel difetto.

 

 

 


Fonte: Allen Institute (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Clayton P. Mosher, Yina Wei, Jan Kamiński, Anirban Nandi, Adam N. Mamelak, Costas A. Anastassiou, Ueli Rutishauser. Cellular Classes in the Human Brain Revealed In Vivo by Heartbeat-Related Modulation of the Extracellular Action Potential Waveform. Cell Reports, 10 Mar 2020, DOI

Copyright: Tutti i diritti di eventuali testi o marchi citati nell'articolo sono riservati ai rispettivi proprietari.

Liberatoria: Questo articolo non propone terapie o diete; per qualsiasi modifica della propria cura o regime alimentare si consiglia di rivolgersi a un medico o dietologo. Il contenuto non rappresenta necessariamente l'opinione dell'Associazione Alzheimer onlus di Riese Pio X ma solo quella dell'autore citato come "Fonte". I siti terzi raggiungibili da eventuali collegamenti contenuti nell'articolo e/o dagli annunci pubblicitari sono completamente estranei all'Associazione, il loro accesso e uso è a discrezione dell'utente. Liberatoria completa qui.

Nota: L'articolo potrebbe riferire risultati di ricerche mediche, psicologiche, scientifiche o sportive che riflettono lo stato delle conoscenze raggiunte fino alla data della loro pubblicazione.


 

Notizie da non perdere

Con l'età cala drasticamente la capacità del cervello di eliminare le pro…

31.07.2015 | Ricerche

Il fattore di rischio più grande per l'Alzheimer è l'avanzare degli anni. Dopo i 65, il rischio r...

Paesi asiatici assistono gli anziani in modo diverso: ecco cosa possiamo impar…

28.10.2020 | Esperienze & Opinioni

A differenza dei paesi occidentali, le culture tradizionali asiatiche mettono un forte a...

Le cellule immunitarie sono un alleato, non un nemico, nella lotta all'Al…

30.01.2015 | Ricerche

L'amiloide-beta è una proteina appiccicosa che si aggrega e forma picco...

Molecola 'anticongelante' può impedire all'amiloide di formare …

27.06.2018 | Ricerche

La chiave per migliorare i trattamenti per le lesioni e le malattie cerebrali può essere nelle mo...

Il Protocollo Bredesen: si può invertire la perdita di memoria dell'Alzhe…

16.06.2016 | Annunci & info

I risultati della risonanza magnetica quantitativa e i test neuropsicologici hanno dimostrato dei...

Nuova teoria sulla formazione dei ricordi nel cervello

9.03.2021 | Ricerche

Una ricerca eseguita all'Università del Kent ha portato allo sviluppo della teoria MeshC...

Rivelato nuovo percorso che contribuisce all'Alzheimer ... oppure al canc…

21.09.2014 | Ricerche

Ricercatori del campus di Jacksonville della Mayo Clinic hanno scoperto...

Scoperta ulteriore 'barriera' anatomica che difende e monitora il ce…

11.01.2023 | Ricerche

Dalla complessità delle reti neurali, alle funzioni e strutture biologiche di base, il c...

Dosi basse di radiazioni possono migliorare la qualità di vita nell'Alzhe…

6.05.2021 | Ricerche

Individui con morbo di Alzheimer (MA) grave hanno mostrato notevoli miglioramenti nel co...

Zen e mitocondri: il macchinario della morte rende più sana la vita

20.11.2023 | Ricerche

Sebbene tutti noi aspiriamo a una vita lunga, ciò che è più ambito è un lungo periodo di...

Accumulo di proteine sulle gocce di grasso implicato nell'Alzheimer ad es…

21.02.2024 | Ricerche

In uno studio durato 5 anni, Sarah Cohen PhD, biologa cellulare della UNC e Ian Windham della Rockef...

Il caregiving non fa male alla salute come si pensava, dice uno studio

11.04.2019 | Ricerche

Per decenni, gli studi nelle riviste di ricerca e la stampa popolare hanno riferito che ...

Vecchio farmaco per l'artrite reumatoide suscita speranze come cura per l…

22.09.2015 | Ricerche

Scienziati dei Gladstone Institutes hanno scoperto che il salsalato, un farmaco usato per trattar...

Cibo per pensare: come la dieta influenza il cervello per tutta la vita

7.10.2024 | Esperienze & Opinioni

Una quantità di ricerche mostra che ciò che mangiamo influenza la capacità del corpo di ...

Effetti della carenza di colina sulla salute neurologica e dell'intero si…

23.01.2023 | Ricerche

Assorbire colina a sufficienza dall'alimentazione è cruciale per proteggere il corpo e il cervello d...

Ritmi cerebrali non sincronizzati nel sonno fanno dimenticare gli anziani

18.12.2017 | Ricerche

Come l'oscillazione della racchetta da tennis durante il lancio della palla per servire un ace, l...

Menopausa precoce e terapia ormonale ritardata alzano il rischio di Alzheimer

17.04.2023 | Ricerche

Le donne hanno più probabilità degli uomini di sviluppare il morbo di Alzheimer (MA), e ...

Scoperta nuova causa di Alzheimer e di demenza vascolare

21.09.2023 | Ricerche

Uno studio evidenzia la degenerazione delle microglia nel cervello causata dalla tossicità del ferro...

Perché la tua visione può prevedere la demenza 12 anni prima della diagnosi

24.04.2024 | Ricerche

 

Gli occhi possono rivelare molto sulla salute del nostro cervello: in effetti, i p...

Ecco perché alcune persone con marcatori cerebrali di Alzheimer non hanno deme…

17.08.2018 | Ricerche

Un nuovo studio condotto all'Università del Texas di Galveston ha scoperto perché alcune...

Logo AARAssociazione Alzheimer OdV
Via Schiavonesca 13
31039 Riese Pio X° (TV)

We use cookies

Utilizziamo i cookie sul nostro sito Web. Alcuni di essi sono essenziali per il funzionamento del sito, mentre altri ci aiutano a migliorare questo sito e l'esperienza dell'utente (cookie di tracciamento). Puoi decidere tu stesso se consentire o meno i cookie. Ti preghiamo di notare che se li rifiuti, potresti non essere in grado di utilizzare tutte le funzionalità del sito.