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Nuovo studio del MIT sui neuroni Fonte foto: 123RF - ktsdesign
SCIENZA

I neuroni degli esseri umani sono diversi da quelli di tutti gli altri mammiferi

Il cervello umano presenta una importante differenza strutturale rispetto a quello degli altri mammiferi: cosa hanno scoperto i ricercatori del MIT

Una ricerca del MIT – Massachusetts Institute of Technology appena pubblicata su Nature getta nuova luce sulla conoscenza del cervello umano.

Seguita ad uno studio del 2018 che evidenziava differenze significative tra le proprietà dei neuroni umani e quelle dei neuroni dei ratti, la nuova ricerca evidenzia delle particolarità che potrebbero in parte spiegare perché il cervello umano abbia seguito un’evoluzione così diversa rispetto a quella del cervello delle altre specie di mammiferi.

I canali ionici

I neuroni del cervello dei mammiferi possono ricevere impulsi elettrici da migliaia di altre cellule: a permettere la propagazione degli impulsi alle cellule nervose sono preposti i cosiddetti canali ionici, delle particolari strutture proteiche a meccanismo selettivo che permettono il passaggio o meno di determinati ioni all’interno delle cellule.

Nello studio del 2018, il ricercatore Mark Harnett del MIT sottolineava di aver individuato una netta differenza tra il cervello umano e quello dei ratti: in particolare, il cervello umano presentava una densità dei canali ionici molto più bassa rispetto all’altro.

Il risultato è stato a parere degli scienziati piuttosto inaspettato, in quanto fino a quel momento si tendeva a considerare la densità dei canali ionici come una costante, nelle più diverse specie di mammiferi.

Il nuovo studio prende le mosse proprio da questa acquisizione, per indagare meglio la questione e definire se esistano differenze sostanziali tra il cervello umano e quello degli altri mammiferi. Ciò che cambia, da una specie all’altra, è la dimensione dei neuroni – non il numero delle loro possibili connessioni in un dato volume di tessuto.

Come afferma Harnett "sembra che la corteccia mantenga fisso un numero di canali ionici per per tutte le specie", e ciò affinché il costo energetico per l’attivazione dei canali ionici sia più o meno lo stesso in tutte le specie, grandi o piccole che siano.

Lo studio su 10 diversi mammiferi

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno messo a confronto i neuroni di ben 10 diverse specie di mammiferi per tentare di rintracciare un disegno capace di spiegare una volta per tutte la questione della densità dei canali ionici.

Sono stati usati tessuti cerebrali provenienti da mustiolo, gerbillo, topo, porcellino d’India, coniglio, ratto, furetto, scimmia marmosetta, macaco ed umano. Dal più piccolo dei topi all’uomo quindi, passando per mammiferi di varia dimensione.

Ciò ha permesso di coprire una serie di spessori corticali, oltre che diverse dimensioni neuronali, nell’ambito del regno dei mammiferi. La conferma di quanto ci si aspettava non ha tardato ad arrivare: la densità dei canali ionici aumenta con la grandezza dei neuroni.

Nel piccolissimo cervello del mustiolo, per esempio, la densità di neuroni è più alta rispetto a quella individuata nel coniglio, che ha neuroni molto più grandi. Ma poiché il coniglio ha una maggiore densità di canali ionici, la densità dei canali per lo stesso volume di tessuto cerebrale è la stessa: nel mustiolo, nel coniglio e in tutti gli altri mammiferi presi in esame. Tranne l’uomo.

Ai neuroni più grandi presi in esame non corrisponde alcun aumento nella densità dei canali ionici. Anzi, la densità è molto minore di quanto i ricercatori si aspettassero: il cervello umano rappresenta così una decisa deviazione rispetto ai risultati ottenuti per le altre specie di mammiferi esaminate.

La bassa densità dei canali ionici potrebbe essere evoluta per risparmiare l’energia necessaria a "pompare" gli ioni e riservarla ad altre attività, come per esempio creare connessioni sinaptiche più complicate, o far viaggiare l’attività cerebrale più velocemente.

Il Dottor Harnett è piuttosto convinto della chiave energetica: "crediamo che gli umani abbiano trovato un modo per diventare energeticamente più efficienti" a livello di attività cerebrale: la scoperta dei ricercatori del MIT apre la strada ad importanti studi, che potrebbero spiegare molto della particolare evoluzione del cervello umano.

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