I neuroni possono comunicare a distanza in modalità wireless: lo suggerisce un nuovo studio
Le cellule nervose possono comunicare senza fili, ovvero in modalità wi-fi? A quanto pare sì, almeno in un particolare tipo di verme. Conosciamolo meglio per comprendere questa incredibile caratteristica e le sue possibili implicazioni.
Caenorhabditis elegans, il piccolo verme essenziale per la scienza
Dan Dickinson, Goldstein lab, UNC Chapel Hill/Wikimedia commons - CC BY-SA 3.0
Il Caenorhabditis elegans, noto anche come verme nematode, è un organismo modello ampiamente utilizzato in ambito scientifico. Caratterizzato da una forma cilindrica, questo piccolo essere ha una lunghezza di circa un millimetro e si trova comunemente nel suolo. Una delle sue caratteristiche distintive è l'anatomia relativamente semplice, con un numero fisso di cellule nel corpo. Questa semplicità strutturale lo rende un soggetto di studio ideale per comprendere il processo di sviluppo embrionale. Ciò che lo rende particolarmente prezioso per la ricerca, inoltre, è il suo breve ciclo di vita, che dura circa due settimane. Questa caratteristica consente agli scienziati di studiare rapidamente i cambiamenti genetici e fenotipici attraverso molte generazioni, accelerando la ricerca scientifica.
Inoltre, il suo genoma completo è stato sequenziato, fornendo una mappa dettagliata del suo materiale genetico. Questo ha reso possibile l'identificazione e lo studio di molti geni coinvolti in processi biologici fondamentali, contribuendo significativamente alla comprensione della biologia cellulare e dello sviluppo. La sua ubiquità e le sue caratteristiche lo rendono uno strumento essenziale in vari campi della ricerca scientifica, dalla biologia dello sviluppo alla neurobiologia e alla genetica. Proprie nel campo delle neuroscienze, è emersa una particolarità di enorme rilievo riguardo al piccolo e famoso Caenorhabditis elegans: nuove ricerche hanno infatti aperto degli importanti interrogativi sul metodo standard di comunicazione tra le cellule nervose, che in queste creature avviene in "modalità wi-fi".
Rete nervosa wireless nel verme Caenorhabditis elegans
Bob Goldstein, UNC Chapel Hill/Wikimedia commons - CC BY-SA 3.0
Questo cosa significa, in breve? Mappando il sistema nervoso di questo verme, è emersa la rete nervosa wireless che supera la precedente e tradizionale comunicazione tramite connessioni chimiche del sistema nervoso. Questo coinvolge la vera natura della comunicazione dei neuropeptidi, i messaggeri chimici composti da piccole catene di amminoacidi che vengono sintetizzate e rilasciate dai neuroni. William Schafer e i colleghi neuroscienziati del Laboratorio MRC di Biologia Molecolare di Cambridge, Inghilterra, hanno esaminato il lavoro dei neuropeptidi, ipotizzando che nn ricoprano il semplice ruolo di messaggeri nella comunicazione che avviene all'interno del sistema nervoso.
Osservando le interazioni, il team ha rilevato una mappa composta da potenziali connessioni wireless attraverso le varie cellule nervose. Dall'Università di Princeton,USA, nello stesso momento, il team guidato da Andrew Leifer ha monitorato il viaggio del segnale di Caenorhabditis elegans misurando l'attività neuronale e confermando il contributo della rete wireless. I ricercatori, nella mappa completa della comunicazione dei neuropeptidi, hanno inglobato dati anatomici, biochimici e di espressione genetica utilizzando modelli matematici per rilevare i segnali e individuare le caratteristiche cruciali della rete e i neuroni coinvolti.
Segnali "senza fili" tra neuroni, possibili nuove terapie
MR McGill/Flickr - CC BY-NC 2.0
Il responsabile del dipartimento di neuroscienze e salute mentale presso il Medical Research Council, Jo Latimer, ha sottolineato l'importanza di questo lavoro. I dati emersi raccontano di una rete complessa ma organizzata in modo eccellente nel sistema nervoso del verme: questo rappresenta un importantissimo passo verso la comprensione del funzionamento cerebrale e del sistema nervoso, che potrebbe portare allo sviluppo di nuove terapie.
La mappa creata dai ricercatori, detta connettoma, infatti, che rileva 31.479 comunicazioni tra neuroni facilitate dai neuropeptidi, può contribuire a comprendere la causa dell'insorgenza di alcuni problemi neuropsichiatrici molto comuni, come lo stress post-traumatico e i disturbi alimentari. Originariamente considerato cablato, ovvero collegato fisicamente dalle sinapsi, dopo la prima mappatura del 2019 si è oggi scoperto che i neuroni del cervello del C.elegans può effettivamente comunicare "senza fili". Una scoperta importante, che può portare numerosi vantaggi per il nostro benessere mentale e la cura di condizioni finora senza soluzione definitiva.
