Mit scopre tecnologia per vedere i minimi dettagli del cervello

Un’incredibile scoperta del Massachusetts Institute of Technology apre la strada a possibili nuove procedure contro le malattie neurodegenerative. Un team di ricercatori ha sviluppato una piattaforma innovativa che permette di studiare interi emisferi del cervello umano in 3D, con una risoluzione per i dettagli senza precedenti.

La nuova tecnologia, già sperimentata con successo per analizzare le lesioni causate dall’Alzheimer, consente di osservare i dettagli cellulari e molecolari più minuti, dalle connessioni tra neuroni alle loro strutture subcellulari, fino alle proteine espresse. I risultati dello studio, pubblicati sulla prestigiosa rivista Science, aprono la strada a un atlante tridimensionale delle cellule cerebrali umane a risoluzione subcellulare.

“Prevediamo che questa piattaforma tecnologica scalabile migliorerà la nostra comprensione delle funzioni degli organi umani e dei meccanismi delle malattie, stimolando lo sviluppo di nuove terapie,” afferma il team di ricerca guidato da Juhyuk Park.

Al centro di questa rivoluzione ci sono tre tecnologie all’avanguardia: MEGAtome, mELAST e Unslice. MEGAtome è un microtomo vibrante che affetta i tessuti con precisione, mantenendo intatte le connessioni cellulari. mELAST è un idrogel che rende i campioni di tessuto chiari, elastici e espandibili, consentendo uno studio su più scale. Unslice, infine, è un software che ricostruisce l’emisfero cerebrale in 3D, ripristinando perfino l’allineamento dei singoli vasi sanguigni e delle connessioni tra neuroni.

Grazie a queste tecnologie, i campioni di tessuto cerebrale non solo diventano durevoli, ma possono anche essere analizzati più volte, potenzialmente per anni. Questo approccio permette di studiare un unico cervello su più aspetti contemporaneamente, evitando le difficoltà di confronto che sorgono utilizzando cervelli di persone diverse.

La piattaforma è anche estremamente scalabile e rapida: l’imaging di un intero emisfero cerebrale richiede solo 100 ore, contro i molti mesi necessari in passato. Questo consente di creare molti campioni per rappresentare diversi sessi, età e stati patologici, facilitando confronti e ottenendo statistiche più robuste.

Kwanghun Chung, ingegnere chimico del MIT e coordinatore dello studio, ipotizza già la creazione di una banca di cervelli interamente sottoposti a imaging, che potrebbero essere analizzati ed etichettati nuovamente con vari marcatori a seconda delle necessità.

Per ora, la piattaforma è stata messa alla prova su due cervelli umani donati alla scienza, uno sano e uno colpito da Alzheimer. Esplorando campioni di tessuto della corteccia orbitofrontale, i ricercatori hanno scoperto che la perdita di sinapsi si concentra nelle aree con una sovrapposizione diretta con le placche di amiloide.

Si tratta, dunque, di una scoperta che promette di rivoluzionare il campo della neuroscienza, migliorando la nostra comprensione delle malattie neurodegenerative e aprendo nuove strade per lo sviluppo di terapie innovative.