Perché il nostro cervello si piega come fanno

tessuto neocorticale del cervello umano

Tessuto neocorticale fetale umano in coltura senza alcun trattamento, con una piastra corticale liscia (immagine in alto) e dopo la piegatura indotta da ECM, con una piastra corticale piegata (immagine in basso).
Fonte: Long / Huttner, MPI-CBG, Neuron 2018

La neocorteccia è la sede di molte delle funzioni cognitive superiori che sono uniche per gli esseri umani, come il nostro linguaggio o la capacità di imparare. Questa parte del cervello si è espansa notevolmente nell’evoluzione umana, e un aspetto chiave di questa espansione è la piegatura della superficie corticale. È quindi fondamentale per ottenere una migliore comprensione di come il cervello umano pieghe. Per indagare su questo, i ricercatori dell’MPI-CBG, in collaborazione con i colleghi dell’IPF e dell’UKD, hanno esaminato il potenziale ruolo della matrice extracellulare nella formazione delle pieghe cerebrali. La matrice extracellulare, una rete macromolecolare tridimensionale non cellulare, è stata precedentemente associata all’espansione della neocorteccia. I ricercatori si sono concentrati su tre proteine nella matrice extracellulare: ialuronano e proteoglicano link protein 1 (HAPLN1), lumican e collagene I. Dr. Katherine Long, l’autore principale dello studio, spiega: “Quando abbiamo aggiunto queste tre proteine alle colture tissutali della neocorteccia umana fetale, la superficie corticale ha iniziato a piegarsi. Questa piegatura era legata ad un aumento dell’acido ialuronico, che si è rivelato essenziale per la piegatura.”Ulteriori esperimenti hanno mostrato: Quando l’acido ialuronico è stato ridotto nel tessuto, l’effetto delle tre proteine sul processo di piegatura è stato bloccato e la piegatura è stata interrotta o addirittura invertita.

Il Prof. Wieland Huttner, che ha supervisionato lo studio, riassume: “Il nostro studio fornisce un anello mancante tra precedenti studi genetici e biofisici. Vi presentiamo un nuovo modello di sistema per studiare la piegatura del tessuto umano neocorteccia. Questo sistema fornisce anche informazioni sui disturbi dello sviluppo del cervello umano.”

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