Il cervello umano può produrre neuroni anche da adulti: perché è una scoperta importante

Il cervello umano conserva cellule staminali in grado di proliferare e maturare potenzialmente in neuroni anche in età adulta. È questa la notevole scoperta di uno studio pubblicato recentemente su Science e condotto dai ricercatori del Karolinska institute, che per la prima volta è riuscito a dimostrare la presenza dei progenitori dei neuroni nell’ippocampo (una regione del cervello importante soprattutto per la memoria e la regolazione dell’umore) anche nel cervello degli adulti. Questa scoperta aggiunge un tassello importante su uno dei rompicapi più dibattuti delle neuroscienze: dimostrare che il cervello umano sia in grado di generare nuovi neuroni – un processo chiamato neurogenesi – anche in età adulta.

Come sono stati scoperti i progenitori dei neuroni: lo studio 

Identificare dei progenitori dei neuroni in un cervello umano adulto è un’operazione estremamente complessa, paragonabile a riconoscere ad occhio nudo una specifica stella nell’universo. Per riuscire in questa impresa, i ricercatori del Karolinska Institute hanno analizzato 36 cervelli post-mortem di individui di età compresa tra 0 e 78 anni, utilizzando alcune tra le più moderne tecniche di biologia molecolare – come il sequenziamento dell’RNA di singoli nuclei cellulari – combinate con sofisticati algoritmi di intelligenza artificiale e machine learning.

Per orientarsi in questa caccia al buio, i ricercatori sono partiti da qualcosa di noto: il cervello dei roditori, dove sappiamo da tempo che la neurogenesi in età adulta avviene all’interno dell’ippocampo, una regione chiave per la memoria e la regolazione delle emozioni. Studiare le cellule dei topi ha consentito la costruzione di un vero e proprio “identikit” dei progenitori neuronali, identificando molecole caratteristiche (degli RNA specifici) presenti solo in queste cellule non solo nei roditori, ma anche in altre specie di mammiferi, uomo compreso. Utilizzando questa sorta di “etichetta molecolare” i ricercatori sono riusciti a riconoscere i precursori dei neuroni anche nell’ippocampo dei bambini da 0 a 5 anni, un periodo in cui queste cellule sono più abbondanti e facilmente identificabili rispetto all’età adulta.

L’identificazione di queste cellule nei bambini ha permesso agli scienziati di studiarne a fondo le caratteristiche e di addestrare software di intelligenza artificiale a riconoscerle anche nei cervelli di adolescenti e adulti (dai 13 ai 78 anni), dove individuarle è notevolmente più complesso a causa del numero ridotto.

Ma i ricercatori svedesi non si sono fermati qui. Grazie a tecniche avanzate come l’RNA scope e Xenium – che consentono di osservare con altissima risoluzione la localizzazione delle cellule all’interno di un tessuto cerebrale intatto – hanno scoperto che questi precursori neuronali si concentrano in una specifica sotto-regione dell’ippocampo chiamata giro dentato. È qui che le cellule si trovano raccolte in piccoli gruppi, conservando il potenziale di dividersi e maturare in nuovi neuroni anche in età adulta, seppur con un’efficienza ridotta rispetto ai bambini e con forti variazioni da individuo a individuo.

L'impatto del nuovo studio sulle neuroscienze 

L’idea che nell’ippocampo del cervello umano adulto possa esistere una forma di neurogenesi non è una vera e propria notizia, ma è al centro di un acceso dibattito nelle neuroscienze che va avanti da quasi 30 anni. Già nel 1998, uno studio pubblicato su Nature Medicine aveva fornito le prime prove che, come accade in molte altre specie di mammiferi, anche nell’ippocampo dell’uomo potessero nascere nuovi neuroni in età adulta.

Da allora, gruppi di ricerca di tutto il mondo hanno cercato di chiarire il fenomeno, ma i risultati spesso contraddittori ne hanno più volte messo in discussione l’esistenza. Nel 2013, lo stesso gruppo del Karolinska Institute aveva stimato, attraverso un metodo indiretto basato sull’analisi dei livelli di carbonio-14, che l’ippocampo umano potesse produrre circa 700 nuovi neuroni al giorno. Oggi, dopo oltre un decennio di studi, gli stessi ricercatori hanno aggiunto un tassello fondamentale – fino a ora mancante – a questo intricato puzzle: individuare e visualizzare in maniera convincente nell’ippocampo adulto cellule progenitrici in grado di proliferare e potenzialmente maturare in neuroni. Una prova importante che rafforza l’idea che il cervello umano sia in grado di produrre nuovi neuroni anche in età adulta.

Cosa ci dice (e soprattutto cosa non ci dice) questo studio

Chiariamo subito un punto importante: se una neurogenesi in età adulta esiste davvero – come sembrano indicare i risultati di questo studio – non dobbiamo immaginare che riguardi il cervello nella sua integrità. Gli stessi ricercatori svedesi, come riportato nell’articolo, non hanno rilevato cellule progenitrici dei neuroni all’interno di altre regioni del cervello, come la corteccia cerebrale. Per cui, questo fenomeno sarebbe limitato solo all’ippocampo, principalmente all’interno della regione del giro dentato. Questa è una precisazione doverosa, che tuttavia non ridimensiona il fascino di questa scoperta.

Per decenni si è immaginato il cervello umano adulto come un sistema statico, dotato di un numero finito di neuroni, formati durante lo sviluppo e destinati a ridursi progressivamente con l’avanzare dell’età. Questa visione potrebbe ora cambiare, aprendo la strada all’esistenza di possibili meccanismi di neuroplasticità – il meccanismo con cui il cervello forma o riorganizza le sue connessioni, importante per apprendimento, memoria e per il recupero dalle lesioni – che ancora ignoriamo.

Anche se il cervello adulto fosse in grado di generare nuovi neuroni, non sappiamo ancora – e lo studio non dimostra –  come e in che misura queste nuove cellule si integrino nei circuiti dell’ippocampo. In altre parole, qualora la neurogenesi in età adulta avvenisse, il suo significato funzionale nell’essere umano rimane ancora criptico. Qualche indizio, però, ci arriva dagli studi condotti sui roditori, nei quali la neurogenesi ippocampale in età adulta è da tempo riconosciuta come un meccanismo potenzialmente importante per l’apprendimento, la memoria e la regolazione delle emozioni.

Questa scoperta apre dunque a nuove prospettive di ricerca volte a comprendere il ruolo della neurogenesi anche nel cervello umano e a chiarire il possibile coinvolgimento in alcune patologie, come l’Alzheimer, il morbo di Parkinson, i disturbi dell’umore e alcune forme di demenza, che colpiscono proprio le cellule dell’ippocampo, causando gravi deficit cognitivi. Insomma, la strada da percorrere è ancora lunga. Ma il punto di partenza è senza dubbio promettente.

non perderti questo articolo

Cosa influenza la formazione di nuovi neuroni? Il ruolo di genetica, ormoni e stile di vita