Un gruppo di scienziati ha analizzato l’attività celebrale del verme per comprendere eventuali correlazioni con il cervello umano. Ecco la scoperta.
In California, nell’Istituto degli Studi Biologici a Salk, i ricercatori hanno ideato un metodo per individuare quale odore i vermi hanno annusato pochi secondi prima. Il Professore Associato del Salk Sreekanth Chalasani, ha inoltre condotto un nuovo studio in cui ha rivelato delle grosse novità che aiutano gli scienziati a comprendere il funzionamento dell’attività celebrare dei vermi attraverso l’integrazione di nuovi dati e informazioni.
Gli altri autori del nuovo studio sono Saket Navlakha del Cold Spring Harbor Laboratory e Javier How della UC San Diego. Cerchiamo di capire quindi, come questo studio può aiutarci a ottenere una comprensione più profonda di come gli esseri umani codificano le informazioni nel cervello e cosa succede quando questo va storto nei disturbi dell’elaborazione sensoriale e condizioni correlate come l’ansia, disturbi da deficit di attenzione e iperattività (ADHD), disturbi dello spettro autistico e altri.
Oggetto della ricerca condotta sui vermi
Il professor Chalasani, per condurre questa ricerca, si è focalizzato su come il cervello elabora le informazioni provenienti dal mondo esterno. Considerando l’impossibilità di analizzare contemporaneamente l’attività di oltre 86 miliardi di cellule cerebrali presenti in un essere umano, gli scienziati hanno preso in considerazione una tipologia di verme microscopico, l’Caenorhabditis elegans che ne contiene 302.
Il professor Chalasani e la sua equipe, dopo aver affrontato lo studio, hanno compreso che è possibile monitorare i singoli neuroni del C. elegans mentre sta compiendo azioni. Dallo studio è stato rivelato che i neuroni reagiscono in maniera diversa in base all’odore dei cinque diversi prodotti chimici a cui sono sottoposti: benzaldeide, diacetile, alcol isoamilico, 2-nonanone e cloruro di sodio. Per procedere con la ricerca, gli scienziati hanno ingegnerizzato C. elegans in modo tale che ciascuno dei 302 neuroni contenga al suo interno un sensore fluorescente che si accende quando il neurone è attivo.
Come è stata svolta la ricerca
Sono stati esposti 48 diversi vermi alle cinque sostanze chimiche: 50 neuroni in media si sono attivati in risposta a ciascuna sostanza chimica. Chalasani e i suoi colleghi, non riuscendo inizialmente a distinguere le tipologie di odori, si sono rivolti alla statistica matematica e, attraverso la teoria dei grafi, hanno analizzato le interazioni totali tra coppie di cellule, scoprendo come cambia l’attività delle altre cellule in risposta quando una cellula viene attivata.
La ricerca ha permesso di rivelare cosa avviene ogni volta che C. elegans è stato esposto al cloruro di sodio (sale): inizialmente c’è stata prima un’esplosione di attività solo in un gruppo di neuroni, probabilmente i neuroni sensoriali e 30 secondi dopo, triplette di altri neuroni.
Chalasani afferma che il verme sembra aver attribuito un valore elevato alla percezione del sale, utilizzando una configurazione completamente diversa nel cervello per rispondere, ciò potrebbe essere dovuto al fatto che il sale spesso rappresenta i batteri, che sono cibo per il verme.
In seguito, attraverso l’utilizzo di un algoritmo di apprendimento automatico, i ricercatori hanno cercato di individuare altre differenze rispetto al modo in cui il cervello dei vermi risponde a ciascuna delle cinque sostanze chimiche. L’algoritmo è stato in grado di imparare a differenziare la risposta neurale al sale e alla benzaldeide, confondendo però le altre tre sostanze chimiche. Il professor Chalasani e la sua equipe sono contenti del risultato, che spiana la strada agli studi sulle attività celebrali e dei neuroni.
