Il nuovo studio fornisce le comprensioni nell'organizzazione inerente allo sviluppo del cervello

Da che cosa ci rende l'essere umano e da dove fa questi beni misteriosi “di humanness„ prossimo? Gli esseri umani sono geneticamente simili agli scimpanzè ed ai bonobi, eppure esiste differenze comportamentistiche e conoscitive ovvie. Ora, i ricercatori dall'istituto di Salk, in collaborazione con i ricercatori dall'instituto di antropologia a Uc San Diego, hanno sviluppato più facilmente una strategia allo studio che lo sviluppo iniziale dei neuroni umani ha paragonato ai neuroni dei primati non umani. Lo studio, che è comparso nel eLife il 7 febbraio 2019, offre a scienziati uno strumento novello per la ricerca fondamentale del cervello.

“Questo studio fornisce le comprensioni nell'organizzazione inerente allo sviluppo del cervello e stende il fondamento per ulteriori analisi comparative fra gli esseri umani ed i primati non umani,„ dice uno degli autori senior dello studio, di Presidente di Salk e del professor Rusty Gage, che tiene il Vi e la presidenza di John Adler per la ricerca sulla malattia relativa all'età di Neurodegenerative.

Due trattamenti importanti nello sviluppo del cervello comprendono la maturazione e la migrazione del neurone. La maturazione comprende la crescita del neurone mentre i neuroni aumentano le loro connessioni fra a vicenda per la migliore comunicazione. La migrazione è il movimento fisico dei neuroni nelle parti differenti del cervello di sviluppo. Gli autori hanno cercato di confrontare la maturazione e la migrazione del neurone fra gli esseri umani ed i primati non umani.

Per compire questo compito, il laboratorio del calibro ha inventato un nuovo metodo che utilizza la tecnologia della cellula staminale per catturare le cellule epiteliali dai primati e per persuaderli, via un virus ed i cocktail del prodotto chimico, per svilupparsi nelle celle neurali del progenitore, un tipo delle cellule che ha la capacità di trasformarsi in in tipi multipli di celle nel cervello, compreso i neuroni. Queste nuove linee cellulari del primate possono poi essere propagate perpetuo, permettendo che a ricercatori i nuovi viali studino gli aspetti dello sviluppo di un neurone dei neuroni in tensione senza campioni di tessuto dai primati pericolosi quali gli scimpanzè ed i bonobi.

“Questa è una strategia novella per studiare l'evoluzione umana,„ dice il canto natalizio Marchetto, uno scienziato del personale con anzianità di servizio di Salk nel laboratorio della genetica, del co-primo autore e di uno degli autori senior dello studio. “Siamo felici di dividere queste linee cellulari del primate con la comunità scientifica, di modo che i ricercatori intorno al mondo possono esaminare lo sviluppo del cervello del primate senza l'uso dei campioni di tessuto. Anticipiamo questo piombo ai numerosi nuovi risultati nel corso di prossimi anni circa l'evoluzione del cervello.„

I ricercatori in primo luogo hanno esplorato le differenze nell'espressione genica relativa a movimento di un neurone, confrontare le celle dell'essere umano, dello scimpanzè e del bonobo. Egualmente hanno studiato i beni di migrazione dei neuroni inerenti all'ogni specie. Hanno trovato 52 geni relativi a migrazione e, interessante, i neuroni del bonobo e dello scimpanzè hanno avuti periodi di migrazione rapida, mentre i neuroni umani erano lenti muoversi.

Per confrontare il movimento e la maturazione del neurone fuori di un piatto, gli scienziati hanno trapiantato le celle neurali del progenitore sia dagli esseri umani che dagli scimpanzè nei cervelli dei roditori, permettendo ai neuroni di prosperare e fornendo le indicazioni inerenti allo sviluppo supplementari affinchè i neuroni si sviluppino.

I ricercatori poi hanno analizzato le differenze nella distanza, nella forma e nella dimensione di migrazione dei neuroni per fino a 19 settimane dopo trapianto. Hanno osservato la lunghezza, densità e la quantità di estensioni dei neuroni chiamati dendrites come pure la dimensione dei corpi cellulari, che alloggiano il nucleo ed il DNA.

I neuroni dello scimpanzè hanno migrato una maggior distanza ed hanno riguardato un'area maggior 76 per cento che i neuroni umani dopo due settimane. I neuroni umani erano più lenti svilupparsi ma lunghezze più lunghe raggiunte che i neuroni dello scimpanzè. Questo modello di crescita più lento può permettere che gli esseri umani raggiungano le pietre miliari più inerenti allo sviluppo che i primati non umani, in grado di rappresentare le differenze nel comportamento e nelle abilità conoscitive.

In futuro, gli autori sperano di costruire un albero evolutivo con specie multiple del primate, utilizzante le linee cellulari pluripotent indotte del gambo, per capire meglio dell'evoluzione del cervello umano. Inoltre, gli autori pianificazione utilizzare questa piattaforma per studiare le differenze di regolamento del gene fra le specie del primate che sono alla base delle differenze nella maturazione di un neurone e possono potenzialmente urtare l'organizzazione del cervello in esseri umani.

“Abbiamo limitato la conoscenza circa l'evoluzione del cervello, particolarmente quando si tratta delle differenze nello sviluppo cellulare fra le specie,„ dice Marchetto. “Siamo eccitati circa le possibilità che tremende questo lavoro si apre per il campo della neuroscienza e dell'evoluzione del cervello.„

Sorgente: https://www.salk.edu/news-release/uncovering-the-evolution-of-the-brain/