Il funzionamento del cervello si basa sulla creazione di connessioni molto precise tra i neuroni: le sinapsi. Una recente ricerca pubblicata su Nature Neuroscience ha svelato che la formazione di diversi tipi di sinapsi richiede diverse fasi successive di diversificazione molecolare durante lo sviluppo cerebrale dei mammiferi. Questa scoperta mette in discussione un modello teorico consolidato da oltre 60 anni e apre nuove prospettive per comprendere i disturbi neuroevolutivi legati ai deficit sinaptici.
Le connessioni tra i neuroni, chiamate sinapsi, sono le unità funzionali indispensabili del cervello. Esistono diversi tipi di sinapsi, che permettono di collegare una vasta gamma di neuroni in circuiti complessi e precisi, regolando l’insieme delle funzioni cerebrali.
Nel 1963, Roger Sperry propose un’ipotesi fondamentale, nota come “chemoaffinità”: secondo questa teoria, ogni tipo di sinapsi sarebbe definito da una combinazione unica di molecole, determinata durante la genesi dei neuroni. Sebbene decenni di ricerca abbiano identificato numerose molecole di adesione coinvolte nella formazione e nel mantenimento dei diversi tipi di sinapsi, l’esistenza stessa di combinazioni molecolari specifiche per ogni tipo di connessione, così come il loro ruolo istruttivo durante lo sviluppo, non erano mai stati dimostrati fino ad ora.
Una nuova visione dello sviluppo della diversità delle sinapsi. In uno studio pubblicato su Nature Neuroscience, i ricercatori hanno rivelato un meccanismo inaspettato nello sviluppo delle sinapsi grazie allo studio del cervelletto, una struttura cerebrale che assicura la coordinazione motoria e partecipa a numerosi processi cognitivi.
In questa struttura, le cellule di Purkinje ricevono due tipi di sinapsi eccitatorie: le sinapsi delle fibre rampicanti e quelle delle fibre parallele. Sebbene questi due tipi di connessioni si formino inizialmente sullo stesso territorio della cellula di Purkinje, finiscono per occupare territori distinti e acquisire proprietà molto diverse a maturità. Combinando approcci di trascrittomica, bioinformatica e manipolazioni genetiche nei topi, i ricercatori hanno dimostrato che combinazioni distinte di molecole caratterizzano questi due tipi di sinapsi nel network maturo.
Tuttavia, contrariamente a quanto ci si aspettava, lo studio rivela che queste combinazioni non sono predefinite ma evolvono in modo sequenziale durante lo sviluppo e la maturazione del network.
Regole di sviluppo specifiche per ogni tipo di sinapsi. In modo sorprendente, i risultati dimostrano anche che le sinapsi delle fibre rampicanti e delle fibre parallele seguono regole di sviluppo specifiche, che si manifestano attraverso una diversificazione molecolare progressiva. Questo processo di diversificazione molecolare è cruciale per la formazione di sinapsi funzionalmente distinte e per la regolazione delle funzioni cerebrali complesse.
Fonte: Techno Science
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