Un progetto internazionale da 500 milioni di dollari creerà la mappa del cervello più dettagliata di sempre

Nonostante decenni di ricerca, il cervello umano rimane in gran parte un mistero per la scienza. Un nuovo $ 500 milione progetto per creare il più completo mappa di esso mai potrebbe aiutare a cambiarlo.

I nostri cervelli sono tra gli oggetti più complessi dell'universo conosciuto. Decifrare come funzionano potrebbe portare enormi benefici, dalla ricerca di modi per curare le malattie del cervello e i disturbi neurologici all'ispirazione di nuove forme di intelligenza artificiale.

Ma un punto di partenza fondamentale è trovare un elenco di parti. Mentre tutti sanno che i cervelli sono principalmente costituiti da neuroni, c'è una stupefacente gamma di diversi tipi di queste cellule. Per non parlare dei vari tipi of cellule gliali che costituiscono il tessuto connettivo del cervello e svolgono un ruolo di supporto cruciale.

Ecco perché il National Inistituti di Health's BRAIN Initiative ha appena annunciato $ 500 milioni nel finanziamento di oltre cinque anni per uno sforzo per caratterizzare e mappare neuronali e altri tipi di cellule nell'intero cervello umano. Il progetto sarà guidato dal Allen Institute a Seattle, ma involves collaborazioni con altre 17 istituzioni negli Stati Uniti, in Europa e in Giappone.

"Questi premi consentiranno ai ricercatori di esplorare le caratteristiche sfaccettate degli oltre 200 miliardi di neuroni e cellule non neuronalis nel cervello umano con dettagli e dimensioni senza precedenti”, John Ngai, direttore della NIH BRAIN Initiative, ha detto in una dichiarazione.

L'iniziativa BRAIN è stata lanciata nel 2014 dall'ex presidente Barack Obama per rivoluzionare la nostra comprensione del cervello umano. Il nuovo progetto si basa su un precedente sforzo di identificazione e mappatura più di 100 tipi cellulari attraverso la corteccia motoria di un topo e prenderà in prestito molti degli strumenti e delle tecniche sviluppati per quello sforzo.

Questi includono approcci come la trascrittomica unicellulare, che consente di misurare l'espressione genica di singole cellule, e la trascrittomica spaziale, che consente di mappare l'espressione genica su ampie sezioni di tessuto e di localizzare l'attività genica in regioni specifiche.

Anche un gruppo del Salk Institute di San Diego si concentrerà in modo specifico su come cambia il cervello quando invecchiamo misurando i cambiamenti nell'espressione genica nel tempo, noti come cambiamenti epigenetici, in campioni di cervello di persone di età diverse.

Sarà un compito ambizioso, però. Il cervello umano lo è 1,000 volte più grande del cervello di un topo e molto più complesso, quindi aumentare queste tecniche non sarà un semplice processo. Se avranno successo, l'atlante cellulare risultante diventerà una risorsa potente e liberamente accessibile per i neuroscienziati di tutto il mondo.

"Lo considero davvero come il Progetto Genoma Umano. Ora abbiamo la capacità di definire le cellule come siamo stati in grado di definire il genes,” Ed Lein, che guida il contributo dell'Allen Institute, detto STATISTICA. "Questa è la base per iniziare a comprendere molti altri aspetti della biologia e delle malattie".

Questi progetti fanno parte di un nuovo round di finanziamento soprannominato BRAIN 2.0 che è stato lanciato all'inizio di quest'anno. Oltre all'aumento degli sforzi per mappare diversi tipi di cellule cerebrali, 36 milioni di dollari andranno a un'iniziativa chiamata Armamentario per l'accesso di precisione alle cellule cerebrali, che utilizzerà i dati sui tipi di cellule cerebrali per sviluppare nuovi strumenti progettati per indirizzarli allo studio e potenzialmente al trattamento.

E ci sono altri finanziamenti in arrivo. All'inizio del prossimo anno, il NIH distribuirà altri 30 milioni di dollari a progetti che cercano di fare il passo successivo nella mappatura del cervello, passando dall'elenco delle parti all'elaborazione degli schemi elettrici che governano il modo in cui le diverse cellule e regioni sono collegate.

Con il progetto che dovrebbe generare petabyte di dati, è probabile che ci vorranno anni prima che gli scienziati siano in grado di sfruttare appieno questa nuova risorsa. Ma potrebbe rivelarsi un pezzo fondamentale del puzzle mentre cerchiamo di svelare i misteri del cervello umano.

Immagine di credito: Allen Institute