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lunedì 27 maggio 2024

NEURONEWS — il Blog di Alberto Arturo Vergani

Alberto Arturo Vergani

Dopo la laurea in scienze cognitive a Milano e il dottorato in informatica e matematica a Varese, vince una posizione a Londra finanziata dal progetto europeo The Human Brain Project (HBP) e poi a Marsiglia, finanziata dall’agenzia nazionale della ricerca francese (ANR Horizontal- V1). Attualmente è ricercatore in neuroscienze presso il laboratorio di Neuroingegneria Computazionale dell'Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa. Tra i suoi temi di ricerca ci sono le patologie neurodegenerative (Alzheimer e Parkinson) e i disordini del neurosviluppo (autismo), che studia mediante le metodologie proprie del calcolo scientifico: simulazione, modellizzazione e analisi avanzata di segnali biologici.

Il miglior grafico neuroscientifico del 2022

di Alberto Arturo Vergani - domenica 01 gennaio 2023 ore 07:00

La rivista Nature ha titolato l'ultimo numero del 2022 “One year. Ten stories” (it. Un anno. Dieci storie), raccontando le dieci personalità che hanno dato notevoli contributi alla scienza. Tra queste ci sono - per esempio - Jane Rigby, astrofisica americana che ha portato il James Webb Space Telescope nello spazio, fornendo nuove e vaste capacità di studio dell'Universo; Yunlong Cao, biologo cinese, che per le sue ricche caratterizzazioni delle varianti emergenti di SARS-CoV-2 ha permesso ai ricercatori di tenere il passo alla sua evoluzione; e Svitlana Krakovska, una climatologa ucraina dell'IPCC, che ha collegato l'invasione della Russia al cambiamento climatico, definendola una "guerra dei combustibili fossili".

Oltre le dieci personalità scientifiche dell’anno, la rivista Nature ha stilato la graduatoria dei dieci migliori grafici del 2022. Tra quelli premiati, uno riguarda un considerevole risultato nel campo delle neuroscienze: ossia un lavoro pubblicato il 6 Aprile da parte di Robert Bethlehmen e colleghi, dell’Università di Cambridge in UK.

Il grafico finalista rappresenta quattro linee che identificano quattro caratteristiche fondamentali della struttura del cervello, misurate mediante la risonanza magnetica, cioè un metodo di neuroimmagine basato sulla risonanza dei nuclei dell’idrogeno indotta da un forte campo magnetico.

Quale significato hanno le quattro linee? La linea azzurra rappresenta lo spessore della corteccia cerebrale (cioè quanto è stratificata la parte più esterna del cervello), la linea rossa denota il volume della materia grigia (cioè la quantità di cellule neuronali), la linea arancione il volume della materia bianca (cioè la quantità delle connessioni tra le cellule neuronali), e la linea blu il volume dei ventricoli (cioè la dilatazione delle cavità che producono un liquido chiamato “liquor cerebrospinale”).

Perché è interessante questo grafico? Prima di tutto perché riguarda uno studio condotto su più di 120.000 persone (come tutta la popolazione di Pisa e Pontedera unite), che in ambito neuroscientifico è un numero straordinario. Il secondo aspetto è la potenza descrittiva di queste quattro curve, rappresentative dei cambiamenti della struttura del cervello durante il completo ciclo vita, cioè dalla nascita all'età più tardiva (i soggetti coinvolti nello studio spaziavano da neonati a centenari).

Il grafico, più precisamente, significa che: i) lo spessore della corteccia cerebrale raggiunge il suo massimo in neonati di 2 anni, e diminuisce lentamente fino alla tarda età; ii) il volume della materia grigia raggiunge il suo massimo all’età di 6 anni e diminuisce in modo sostenuto; iii) il volume della materia bianca cresce gradualmente raggiungendo un picco tardivo intorno ai 30 anni, per poi diminuire in modo progressivo; iv) il volume dei ventricoli è basso e stazionario fino ai 40 anni, per poi crescere vertiginosamente.

Questi risultati scattano, per la prima volta nella storia delle neuroscienze, una fotografia del cambiamento temporale della struttura cerebrale, mostrando quanto il cervello si espanda e restringa durante il ciclo vita umano. Per maggiori dettagli relativi al grafico in oggetto è possibile fruire gratuitamente dell’articolo di Robert Bethlehmen e colleghi. Inoltre, per i più curiosi, e sempre a libero accesso, gli autori del lavoro hanno reso disponibile una dashboard grazie alla quale è possibile creare nuove analisi con il totale dei dati di risonanza magnetica che hanno raccolto.

Dunque, questo grafico, premiato dalla rivista Nature, non solo rappresenta un notevole contributo informativo relativo al sistema nervoso centrale, ma facilita un peculiare livello di divulgazione che sconfina con la citizen science, cioè la collaborazione sociale per l’aumento della conoscenza scientifica. Quindi, tra le tante attività delle vacanze invernali, una potrebbe essere proprio quella di esplorare i dati raccolti in questo monumentale studio e contribuire in prima persona alla ricerca.

Riferimenti

- Kozlov, M. (2022). Your brain expands and shrinks over time—these charts show how. Nature, 604(7905), 230-231.

- Bethlehem, R. A., Seidlitz, J., White, S. R., Vogel, J. W., Anderson, K. M., Adamson, C., ... & Schaare, H. L. (2022). Brain charts for the human lifespan. Nature, 604(7906), 525-533.

Alberto Arturo Vergani

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