Sinapsi mai viste: un nuovo software ne permette l’osservazione di immagini in 3D

Visualizzare le connessioni con un dettaglio mai raggiunto finora e catalogarne l’incredibile varietà: è questo il risultato di uno studio  sui topi effettuato dai ricercatori della Stanford University School of Medicine.

In media, un cervello umano contiene 200 miliardi di neuroni collegati gli uni agli altri da centinaia di migliaia miliardi di piccoli contatti denominati sinapsi, grazie alle quali un impulso elettrico può essere comunicato da una cellula all’altra.

Poiché le sinapsi sono estremamente piccole e strettamente impacchettate, è sempre stato estremamente arduo distinguere i complessi circuiti neuronali coinvolti in una data attività mentale.

In quest’ultima ricerca, infatti è stata utilizzata la tecnica di imagingdenominata tomografia a schiera (array tomography) e inventata da Stephen Smith, professore di fisiologia molecolare e cellulare della Stanford e dalla sua collaboratrice Kristina Micheva, per ottenere sezioni di corteccia cerebrale di soli 70 nanometri di spessore ciascuna.

I campini di corteccia utilizzati provenivano da topi geneticamente ingegnerizzati inserendo un gene che codifica per la proteina fluorescente verde, prelevato da una specie di medusa.

Le sezioni sono poi state colorate mediante anticorpi in grado di legarsi selettivamente a 17 differenti proteine associate alle sinapsi e ulteriormente modificate mediante coniugazione a molecole che rispondono alla luce in differenti modi, differenziandosi ulteriormente rispetto ai neuroni fluorescenti.

Ciascuna sinapsi ha così acquisito una propria “firma” dovuta alla particolare composizione proteica che ha permesso la compilazione di un catalogo estremamente accurato dei diversi tipi di sinapsi.

Secondo quanto riferito sulla rivista Neuron, tutte le informazioni ottenute con le foto, inoltre, sono state memorizzate ed elaborate grazie a un nuovo software per ottenere, infine, immagini tridimensionali che possono essere ruotate, penetrate e analizzate dai ricercatori.