Per la prima volta sono stati identificati tutti i 139’000 neuroni dei moscerini della frutta e le sinapsi (50 milioni) che li connettono: “meccanismi” simili a quelli del nostro cervello, che però ha 87 miliardi di neuroni e 100 trilioni di sinapsi.
Il “FlyWire Consortium", un team internazionale di neuroscienziati coordinati dall’Università di Princeton (Stati Uniti), che dal 2018 si impegna a studiare i “meccanismi” cerebrali fin nei più piccoli dettagli, ha raggiunto un obiettivo importante: la mappatura completa del cervello di Drosophila melanogaster, il moscerino della frutta.
Come riferisce la rivista scientifica Nature, i ricercatori del Consorzio, che comprende 76 laboratori e 287 studiosi di diversi Paesi, hanno scattato circa 21 milioni di immagini da oltre 7.000 sezioni sottilissime del cervello di moscerini femmine, analizzati al microscopio elettronico con una risoluzione che arriva ai nanometri (miliardesimi di metro). Successivamente, è intervenuta l’Intelligenza Artificiale per mettere insieme quell’enorme massa di dati, relativi alle 139.255 cellule nervose che formano un cervello di Drosophila, ma anche alle 50 milioni di connessioni (le sinapsi) che conducono gli stimoli e le risposte fra una cellula e l’altra. È la prima volta che viene creata una mappa così dettagliata e completa.
Un'impresa difficilissima
Ma perché prestare tanta attenzione e utilizzare molte risorse finanziarie per il cervello dei moscerini?
Quello che potrebbe sembrare un lavoro meramente descrittivo, in realtà è un traguardo fondamentale e difficilissimo da raggiungere. Per dare un’idea, finora erano stati mappati i neuroni del cervello di un minuscolo verme, C. elegans, che ne contiene 302, e quelli delle larve di moscerino, che ne hanno circa 3.000. L’importanza di questo tipo di studi risiede nel fatto che alcuni meccanismi di funzionamento dei moscerini sono simili a quelli del cervello umano (formato, secondo le stime più recenti, da circa 87 miliardi di cellule e da 100 trilioni di sinapsi).
Del nostro cervello, però, sappiamo ancora pochissimo, e non riusciamo esattamente a comprendere la natura della maggior parte delle patologie che lo colpiscono, a partire da quelle neurodegenerative, comel’Alzheimer e il Parkinson. La mappatura completa del cervello del moscerino potrebbe offrire importanti contributi alla ricerca. Per questo motivo, i ricercatori del FlyWire Consortium, che hanno pubblicato un insieme di nove lavori sullo stesso numero di Nature (relativi ad altri aspetti del cervello di Drosophila nel suo insieme), guadagnandosi la copertina, hanno messo a disposizione dell’intera comunità scientifica i dati raccolti, affinché possano essere utili a tutti, e consentano di progredire molto più rapidamente.
Il 60% del DNA in comune con gli uomini
Per dare un'idea della rilevanza di questi dati, elaborati in immagini di estrema qualità, bisogna ricordare che i moscerini della frutta condividono il 60% del DNA umano, compresi i geni per l’apprendimento (e quelli del jet lag...).
Inoltre, tre malattie genetiche umane su quattro hanno un corrispondente in questi insetti. Dunque, comprendere il funzionamento del cervello dei moscerini della frutta, come dicevamo, può diventare un trampolino di lancio per decifrare anche il cervello di specie molto più grandi e complesse, come gli esseri umani.
Non a caso, studi sulla Drosophila (non solo in ambito neurologico) hanno portato a sei premi Nobel, incluso quello vinto da Eric Wieschaus dell’Università di Princeton nel 1995. Come ricordano gli autori degli studi pubblicati su Nature, i moscerini della frutta invecchiano come noi, possono ubriacarsi se vengono a contatto con sostanze alcoliche, restare svegli con un caffè e fare una serenata ai loro partner. Hanno anche dato il via alla permanenza dell’uomo nello spazio quando, nel 1947, la NASA ne inviò alcuni in una navicella e tornando vivi, aprirono la strada a tutti gli astronauti.
