Un intero cervello di topo risolto in una mappa 3D
Una mappa 3D di un intero cervello di topo è un preziosissimo atlante, ancora in via di sviluppo, che diventerà un punto di riferimento per la ricerca nel campo delle neuroscienze.
Dopo tre anni di intensa raccolta di dati e attenta progettazione, il lavoro dei “mapmaker” è stato completato: è stata creata una mappa 3D completa e ad alta risoluzione del cervello di topo.
Diventerà un punto di riferimento nelle neuroscienze, hanno affermato i suoi creatori. I topi sono ampiamente utilizzati nella ricerca biomedica. Il loro cervello contiene circa 100 milioni di cellule ciascuna in centinaia di regioni diverse. Man mano che i set di dati provenienti dal campo delle neuroscienze diventano più grandi e complessi, di conseguenza si complica anche la mappa spaziale.
Il lavoro è stato paragonato a un GPS: invece di cercare manualmente la tua posizione su una mappa cartacea grazie a questo nuovo atlante potrai subito vedere la tua posizione.
Ai vecchi tempi, le persone definivano visivamente diverse regioni del cervello. Man mano che otteniamo sempre più dati, questo non è più possibile. Proprio come abbiamo una sequenza del genoma di riferimento, avevamo necessità di un’anatomia di riferimento.
ha affermato Lydia Ng, Ph.D., Senior Director of Technology presso l’Allen Institute for Brain Science.
L’intero cervello chiamato CCFv3 si basa su una versione parziale rilasciata nel 2016 che mappava l’intera corteccia di topo, il guscio più esterno del cervello. Le versioni precedenti dell’atlante erano mappe 3D a bassa risoluzione, mentre la risoluzione di CCFv3 è abbastanza buona da poter individuare le singole posizioni delle celle. L’ultimo atlante di un cervello completo è stato apertamente disponibile per la comunità dalla fine del 2017 e diversi team di neuroscienziati lo hanno già utilizzato.
Nick Steinmetz, Ph.D., Assistant Professor presso l’Università di Washington e Allen Institute for Brain Science Next Generation Leader, hanno usato l’atlante in un recente studio che ha esaminato l’attività dei neuroni mentre i topi scelgono tra diverse immagini che vedono in un test di laboratorio. Lo studio ha utilizzato Neuropixels, piccole sonde elettriche in grado di catturare l’attività di centinaia di neuroni contemporaneamente in diverse regioni cerebrali.
Mentre stavano analizzando i loro dati, divenne chiaro che erano coinvolte in questa scelta visiva più parti del cervello di quanto non avessero precedentemente pensato, avevano bisogno quindi di una visione d’insieme per orientarsi e CCFv3 li ha aiutati a guardare meglio e nel complesso i risultati.
Per creare l’atlante, i ricercatori hanno diviso il cervello in piccoli blocchi 3D virtuali, ossia dei voxel, e hanno assegnato a ciascun blocco una coordinata unica. I dati per alimentare questa costruzione 3D provenivano dall’anatomia cerebrale media di quasi 1.700 animali diversi. Il team ha quindi assegnato ciascuno di quei voxel a una delle centinaia di diverse regioni conosciute del cervello del topo, disegnando accurati confini tra aree distinte. L’opera ovviamente verrà periodicamente aggiornata.
