Debiti di sonno nell’adolescenza danneggiano connessioni sinaptiche.

I risultati mostrano che il tempo trascorso svegli può influenzare il numero di sinapsi che si formano o che vengono rimosse nel cervello dell’adolescente

 

La deprivazione di sonno durante l’adolescenza potrebbe avere conseguenze ben più serie della semplice sonnolenza diurna o della scarsa capacità di attenzione. Secondo un nuovo studio condotto sui topi, verrebbe alterato l’equilibrio di tra formazione e l’eliminazione delle sinapsi cerebrali. “Una possibile implicazione è che la deprivazione di sonno, specialmente quando è cronica, può produrre conseguenze a lungo termine in termini di formazione dei circuiti cerebrali”, ha spiegato Chiara Cirelli, professore associato del dipartimento di Psichiatria della School of Medicine and Public Health dell’Università del Wisconsin-Madison.

Sindrome da X Fragile, studio chiarisce i meccanismi

Nella sindrome, l’assenza della proteina FMRP porta a un iperattivazione dei cammini di segnalazione e a una disregolazione nella produzione di proteine in corrispondenza delle sinapsi

La FMRP, proteina mancante nellasindrome dell’X fragile – la più comune forma di insufficienza mentale ereditaria – agisce da interruttore molecolare nei neuroni: ora una nuova ricerca pubblicata sulla rivista Molecular Cell ha chiarito i particolari di tale processo.

In combinazione con una classe di molecole denominate microRNA, la FMRPè infatti cruciale per attivare o interrompere la produzione di altre proteine in risposta ai segnali chimici, come hanno scoperto i ricercatori della Emory University School of Medicine, autori dello studio.

“Affinché possano aver luogo i processi di pensiero e di memoria, i neuroni necessitano di produrre in particolarisinapsi e in modo localizzato nuove proteine su richiesta”, ha spiegato Gary Bassell, professore di biologia cellulare e neurologia della Emory University School of Medicine e autore senior dello studio. “A quanto sembra, l’FMRP si è evoluta per utilizzare ilmicroRNA per controllare la sintesi delle proteine nelle sinapsi”.

Arrivare alle misteriose profondita’ del cervello.

Alcuni ricercatori finanziati dall’UE hanno sviluppato una nuova tecnica innovativa in grado, per la prima volta, di mappare le connessioni e le funzioni delle cellule nervose nel cervello, gli scienziati hanno così fatto un passo avanti verso lo sviluppo di un modello computerizzato del cervello.

 

Lo studio, pubblicato su Nature, è stato condotto da un gruppo di neuroscienziati dell’University College di Londra (UCL) ed è stato in parte finanziato da un contributo iniziale del Consiglio europeo della ricerca nell’ambito del Settimo programma quadro (7° PQ).

Secondo le stime ci sarebbero 100 milioni di cellule nervose (“neuroni”) nel cervello, ognuna connessa a migliaia di altre cellule – il che significa un totale di circa 150 miliardi di miliardi di connessioni (o “sinapsi”).

Sul modello della genomica, che mappa la nostra struttura genetica, questo nuovo tipo di ricerca è stato chiamato “connettomica” visto che mira a mappare le sinapsi del cervello. Una volta che gli scienziati avranno compreso tali connessioni, potranno vedere come le informazioni passano attraverso i circuiti del cervello e potranno cominciare a capire come le nostre percezioni, sensazioni e pensieri sono generati.

Fermare skywalker per migliorare comunicazioni sinaptiche.

L’inibizione di Skywalker, un enzima coinvolto nel riciclo delle vescicole presinaptiche, induce un segnale più intenso fra i neuroni

 

 

La comunicazione fra i neuroni del cervello avvengono attraverso le sinapsi, che consentono il passaggio di un segnale elettrico da una cellula a quella successiva attraverso il rilascio nello spazio sinaptico che le separa di sostanze chimiche, i neurotrasmettitori, che vi vengono riversate da dalle vescicole che contenevano, situate nelle terminazioni nervose. Dato che le vescicole vengono riutilizzate più volte, si osserva normalmente un progressivo degrado delle proteine che presiedono alla funzione del rilascio dei neurotrasmettitori, e quindi all’efficienza della trasmissione del segnale. Il modo in cui le vescicole vengono rese operative nel corso di questo processo di riciclaggio non era finora chiaro. Si sa che molti tipi di cellule il processo di riciclaggio comprende una fase in cui intervengono particolari compartimenti cellulari, gli endosomi, nei quali le proteine vescicolari vengono selezionate in modo da assicurarne il funzionamento ottimale nelle vescicole riciclate. Finora non si sapeva però se questo passaggio fosse presente e rilevante per il riciclo delle vescicole neuronali.

Neuroni: connessioni sinaptiche basate su campi elettrici

I ricercatori ritenevano che i neuroni nel cervello comunicassero mediante collegamenti fisici chiamati sinapsi. Tuttavia, neuroscienziati finanziati dall’UE hanno trovato solide prove che i neuroni comunicano tra loro anche mediante deboli campi elettrici, una scoperta che ci potrebbe aiutare a capire come la biofisica crea la cognizione.

 

Lo studio, pubblicato nella rivista Nature Neuroscience, è stato in parte finanziato dal progetto EUSYNAPSE (“From molecules to networks: understanding synaptic physiology and pathology in the brain through mouse models”), che ha ricevuto 8 milioni di euro nell’ambito dell’area tematica “Scienze della vita, genomica e biotecnologie per la salute” del Sesto programma quadro (6° PQ) dell’UE.

L’autore principale, il dott. Costas Anastassiou, un borsista post dottorato presso il Californian Institute of Technology (Caltech) negli Stati Uniti, assieme ai suoi colleghi spiega come il cervello sia una complessa rete di singole cellule nervose, i neuroni, che usano segnali elettrici o chimici per comunicare tra loro.

Ogni volta che un impulso elettrico corre lungo la ramificazione di un neurone, un piccolo campo elettrico circonda quella cellula. Pochi neuroni sono come degli individui che parlano tra loro e hanno delle brevi conversazioni. Ma quando essi si attivano tutti assieme, l’effetto è quello del frastuono della folla durante una partita di calcio.

Il rapporto tra resistenza muscolare e acetilcolina.

Topi ingegnerizzati in modo da avere una maggiore disponibilità di questo importante neurotrasmettitore riescono a correre per una distanza doppia. Aumentare la resistenza alla fatica con un incremento della disponibilità di acetilcolina: è quanto sono riusciti a fare i ricercatori della Vanderbilt University con alcuni topi ingegnerizzati.

In sostanza, gli animali hanno dimostrato di poter correre per una distanza doppia producendo in misura maggiore questo neurotrasmettitore fondamentale per la contrazione muscolare: il risultato apre la strada a ulteriori studi che consentirebbero in linea di principio di trattare in modo efficace patologie umane come la miastenia grave, in cui i segnali colinergici non riescono a raggiungere i muscoli.

Nel corso di quest’ultima ricerca, Randy Blakely e colleghi della Vanderbilt hanno inserito nei topi un gene che incrementa la produzione del trasportatore colina nelle sinapsi. Tale composto è un

Progetto ‘Blue Brain’: il 2030 sara’ l’anno del cervello su computer.

Riprodurre su un gigantesco computer il cervello umano per simularne il funzionamento. Nel 2030 sara’ possibile, la ricerca e’ gia’ cominciata. “Se riusciremo a simulare l’attivita’ del cervello, potremo simulare anche quello che accade quando si ammala. Cosi’ – spiega il responsabile del progetto ‘Blue Brain’, Idan Segev, dell’Universita’ Ebraica di Gerusalemme – ‘curando’ il computer saremo in grado di curare anche l’uomo”. Se ne e’ discusso questa mattina nel corso del convegno sulle nuove frontiere della ricerca sul cervello, ‘The Brain Revolution’, promosso dalla Camera di Commercio di Roma per celebrare i 101 anni del Nobel Rita Levi Montalcini che, salutando l’incontro in collegamento video, ha dichiarato che “gli argomenti trattati rappresentano una vera e propria rivoluzione nella nostra conoscenza del cervello”.Per replicare il cervello sia nella sua parte anatomica che fisiologica, spiega Segev, coordinatore del progetto, “dobbiamo pensare tre fasi di lavoro: studiare ogni singolo nervo mediante un modello matematico, le connessioni nervose ed infine l’attivita’ elettrica del cervello”. Il ‘supercomputer’, sviluppato da Ibm, e’ lo stesso con cui e’ stata ottenuta la mappa del Dna umano ed il primo passo, continua Segev, “e’ stato organizzare la corteccia cerebrale in colonne: piccoli frammenti che comprendono 10.000 cellule collegate fra loro da miliardi di connessioni chiamate sinapsi, all’interno delle quali si nasconde il segreto della creativita’ e della capacita’ di adattarsi”. “Tra cinque anni contiamo di ottenere il primo modello completo del cervello di topo, poi si passera’ a cervelli sempre piu’ complessi – continua a margine dell’incontro il coordinatore del Blue Brain – come quello del gatto, della scimmia e, nel 2030, finalmente, dell’uomo”.(liquidarea)

Progetto ‘Blue Brain’: il 2030 sara’ l’anno del cervello su computer

Riprodurre su un gigantesco computer il cervello umano per simularne il funzionamento. Nel 2030 sara’ possibile, la ricerca e’ gia’ cominciata. “Se riusciremo a simulare l’attivita’ del cervello, potremo simulare anche quello che accade quando si ammala. Cosi’ – spiega il responsabile del progetto ‘Blue Brain’, Idan Segev, dell’Universita’ Ebraica di Gerusalemme – ‘curando’ il computer saremo in grado di curare anche l’uomo”. Se ne e’ discusso questa mattina nel corso del convegno sulle nuove frontiere della ricerca sul cervello, ‘The Brain Revolution’, promosso dalla Camera di Commercio di Roma per celebrare i 101 anni del Nobel Rita Levi Montalcini che, salutando l’incontro in collegamento video, ha dichiarato che “gli argomenti trattati rappresentano una vera e propria rivoluzione nella nostra conoscenza del cervello