CELLULE SORELLE FORMANO I MICROCIRCUITI DELLA CORTECCIA

 

 

La conoscenza strutturale e funzionale della corteccia cerebrale è così importante che, direttamente o indirettamente, riguarda la maggior parte dei campi di indagine in cui si articolano le neuroscienze[1], perciò ogni piccolo progresso in questo ambito assume un rilievo e una risonanza speciale. Nello sviluppo delle piccole reti del manto cerebrale, la particolarità neurobiologica accertata da Shi e collaboratori del Developmental Biology Program, Memorial Sloan Kettering Cancer Centre, non è certo un dettaglio trascurabile e merita l’attenzione di un risultato che ha un peso concettuale per la comprensione della ratio dei processi che determinano l’assetto morfo-funzionale di una parte della struttura più complessa dell’encefalo (Yu Y. C., et al. Specific synapses develop preferentially among sister excitatory neurons in the neocortex. Nature 458 (7237), 501-504, 2009).

Negli anni recenti molte funzioni corticali sono state messe in rapporto con l’organizzazione colonnare della corteccia, nell’ambito della quale spetta un posto speciale ai microcircuiti implicati nella mediazione di aspetti importanti dell’elaborazione sensoriale. Nonostante le intense ricerche sulla formazione di questi piccoli sistemi neuronici, finora non si era riuscito a comprendere come sono definiti i loro collegamenti sinaptici durante lo sviluppo. Ora, i risultati del lavoro di Shi e collaboratori, indicano che le sinapsi sono formate in preferenza fra cellule nervose eccitatrici originate dalla stessa cellula madre.

Durante la neurogenesi la glia radiale si divide asimmetricamente, producendo una serie di cellule nervose sorelle che migrano radialmente nella placca corticale, dove vanno a formare le “colonne ontogenetiche”. I ricercatori hanno ottenuto la marcatura della glia radiale in corso di divisione, mediante l’iniezione di un retrovirus esprimente una proteina fluorescente nel ventricolo di embrioni di topo al 12°-13° giorno di sviluppo. Poi, valutando le proprietà elettrofisiologiche della progenie neuronica della glia radiale a vari stadi post-natali, sono stati in grado di accertare se le cellule sorelle in queste colonne ontogenetiche fossero in rapporto funzionale.

Per verificare l’eventuale collegamento funzionale fra due cellule derivate dalla stessa madre o di origine indipendente, i ricercatori erogavano corrente nella prima e poi registravano le correnti sinaptiche della seconda. Gli esiti di questa sperimentazione hanno inequivocabilmente dimostrato che le cellule sorelle formano sinapsi prevalentemente fra loro e scarsamente con i neuroni di diversa origine. Nella maggior parte dei casi, poi, quando la corrente era erogata alla seconda cellula, non si rilevavano nella prima correnti sinaptiche: ciò vuol dire che la maggior parte delle sinapsi fra cellule sorelle è unidirezionale.

La formazione delle sinapsi fra neuroni originati dalla stessa cellula madre presenta un altro aspetto di sicuro interesse: i ricercatori hanno verificato che il numero delle giunzioni aumentava intorno al periodo della II settimana post-natale, epoca cruciale per la maturazione funzionale dei circuiti della corteccia cerebrale.

Il passo successivo del lavoro sperimentale è consistito nello studio dello schema di connessioni dei neuroni germani.

Nel tipico microcircuito corticale, i neuroni del 4° strato inviano l’impulso in direzione ascendente alle cellule piramidali degli strati 2°/3° e in direzione discendente ai neuroni degli strati 5°/6°. Le connessioni fra cellule sorelle dei vari strati esaminate da Shi e colleghi sono risultate corrispondenti a questo schema caratteristico della corteccia matura: infatti, le connessioni fra strato 4° e strati 2°/3° erano prevalentemente ascendenti, mentre quelle fra strato 4° (e 2°/3°) e strati 5°/6° erano prevalentemente discendenti.

Nel loro complesso i dati emersi da questo studio dimostrano che connessioni specifiche, secondo la configurazione tipica dei microcircuiti maturi, sono stabilite fra neuroni derivati dalla stessa cellula madre della glia radiale, suggerendo che questo processo possa avere un ruolo cruciale nella definizione della connettività funzionale interna alla corteccia cerebrale.

Questa scoperta apre la strada ad affascinanti studi di biologia molecolare volti a stabilire quali fattori determinano l’elettivo stabilirsi di collegamenti fra cellule sorelle, fattori che verosimilmente guidano una delle chiavi di volta dello sviluppo corticale.

 

L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Floriani per la correzione della bozza.

 

Diane Richmond

BM&L-Aprile 2009

www.brainmindlife.org

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



[1] L’intensa attività in questo campo di ricerca è riflessa dalle numerose recensioni che appaiono nelle nostre “Note e Notizie” nelle quali si trova anche un resoconto diviso in sette parti (dal 21 febbraio al 4 aprile 2009) degli studi sull’origine della conformazione della corteccia e sul legame con la patologia.