Scoperta struttura sconosciuta del cervello

Una struttura cerebrale sconosciuta è stata identificata mentre un gruppo di scienziati stava pensando alle parti del cervello umano da inserire in un atlante sull'anatomia cerebrale di imminente pubblicazione.

Immagine - La freccia indica la zona nascosta di appena 2 mm scoperta dal team di ricercatori del NeuRA. Credits: NeuRa

Cos'è il nucleo endorestiforme?

Il neuroscienziato George Paxinos e il suo team di ricercatori del Neuroscience Research Australia (NeuRA) ha chiamato la scoperta nucleo endorestiforme perché si trova all'interno (endo) del peduncolo cerebellare inferiore (chiamato anche corpo restiforme). Si trova alla base del cervello, vicino alla zona dove il cervello incontra il midollo spinale.

Quest'area è coinvolta nella ricezione delle informazioni sensoriali e motorie provenienti dai nostri corpi e serve per affinare la nostra postura, l’equilibrio e i movimenti.

«Il peduncolo cerebellare inferiore è come un fiume che trasporta le informazioni dal midollo spinale e dal tronco encefalico al cervelletto» scrive Paxinos.

«Il nucleo endorestiforme è un gruppo di neuroni ed è come un'isola in questo fiume» prosegue Paxinos.

La dott.ssa Lyndsey Collins-Praino neuroscienziata presso l’Università di Adelaide (la ricercatrice non è stata coinvolta nello studio) ha dichiarato che la scoperta condotta dal team di Paxinos rappresenta qualcosa di "intrigante".

A cosa potrebbe servire il nucleo endorestiforme?

«Mentre si può ipotizzare che il nucleo endorestiforme possa svolgere un ruolo chiave nelle funzioni del peduncolo cerebellare inferiore è troppo presto per conoscere a cosa serva davvero» ha aggiunto la ricercatrice.

Paxinos ha confermato l'esistenza di questa struttura cerebrale mentre stava utilizzando una tecnica di colorazione del cervello relativamente nuova che ha sviluppato per rendere le immagini dei tessuti cerebrali più chiare da inserire nel nuovo Atlante anatomico del cervello su cui sta lavorando.

Una nuova tecnica per evidenziare le zone del cervello

Queste cellule bersaglio colorate con questa nuova tecnica, come ad esempio i neurotrasmettitori, forniscono una mappa dei tessuti cerebrali. Ciò contribuisce a differenziare i gruppi di neuroni per la loro funzione piuttosto che utilizzare il modo tradizionale di separazione per come appaiono le cellule, tecnica conosciuto come chemoarchitettura del cervello

«Il nucleo endorestiforme è fin troppo evidente per via della sua densa colorazione per [l'enzima] acetilcolinesterasi, tanto più evidente perché le aree circostanti sono negative» scrive Paxinos.

«Sembra quasi che il nucleo abbia scoperto me, non il contrario».

I primi indizi sull'esistenza del nucleo endorestiforme

Infatti, Paxinos aveva ricevuto indizi riguardanti l’esistenza del nucleo endorestiforme da decenni. In una procedura chiamata cordotomia antero-laterale un intervento chirurgico per ottenere sollievo dal dolore in caso di mali incurabili effettuando il taglio delle vie spinali - Paxinos ed i suoi colleghi avevano notato che le fibre lunghe dalla colonna vertebrale sembravano finire intorno alla zona dove è stato trovato il nucleo endorestiforme.

«È stato lì a fissarmi dalle cordotomie antero-laterali e anche dalle “macchie” chimiche che uso nel mio laboratorio» scrive Paxinos.

La posizione di questo bit sfuggente del cervello ha portato Paxinos a sospettare che esso possa essere coinvolto nel controllo motorio fine, ciò è sostenuto anche dal fatto che questa struttura deve ancora essere identificata in altri animali, tra cui le marmosette o i macaco.

«Non riesco a immaginare uno scimpanzé suonare la chitarra abilmente come noi esseri umani, anche se agli scimpanzé piace fare musica» scrive Paxinos.

Il cervello degli esseri umani è almeno due volte più grande di quello degli scimpanzé (1.300 grammi vs 600 grammi) e una percentuale più grande dei percorsi neuronali del nostro cervello che servono per la trasmissione dei movimenti sono a contatto diretto con i motoneuroni, stiamo parlando del 20% rispetto al 5% riscontrato in altri primati.

Così, il nucleo endorestiforme potrebbe essere un'altra caratteristica unica nel nostro sistema nervoso, anche se è ancora troppo presto per dirlo con certezza. Paxinos ha pianificato di effettuare presto degli studi specifici sugli scimpanzé.

Per scoprire a cosa possa servire il nucleo endorestiforme bisognerà attendere una risoluzione più elevata per l'imaging a risonanza magnetica (Magnetic Resonance Imaging, MRI) anche detta tomografia a risonanza magnetica, si tratta di una tecnica di generazione di immagini utilizzata per fini diagnostici che permette di effettuare delle analisi direttamente su una persona vivente.

Confrontando i cervelli normali che sono stati presi in esame per essere inseriti nell'Atlante con quelli di persone che presentano anomalie conosciute i ricercatori potrebbero scoprire ulteriori indizi.

Nel seguente video Paxinos descrive la scoperta della regione nascosta:

«La neuroanatomia è fondamentale in quanto serve come base sulla quale costruiamo la conoscenza di entrambe le funzioni normali e anormali, ma, in questo momento è semplicemente impossibile sapere quali implicazioni potrebbe avere questa scoperta per le malattie neurologiche o psichiatriche» scrive Collins-Praino.

«Le indagini sulle funzionalità di questo nucleo che verranno eseguite nei prossimi anni saranno fondamentali per rispondere a queste domande» prosegue la ricercatrice.

Paxinos, che ha effettuato la mappatura di 52 cervelli, prevede di continuare a utilizzare questa nuova tecnica di colorazione per cercare a fondo ulteriori zone simili nel nostro cervello, così sarà possibile effettuare una comparazione tra diverse specie in modo da ottenere una maggiore comprensione su come funzionano.

Questa scoperta deve ancora essere sottoposta a revisione paritaria (peer-review) ma i dettagli in merito alla nuova area del cervello possono essere trovati nell’ultimo Atlante di Paxinos intitolato Human Brainstem: Cytoarchitecture, Chemoarchitecture, Myeloarchitecture.