Come fa il cervello a costruirsi da solo? Svelato il segreto dell'organizzazione delle cellule

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Come fa il cervello a costruirsi da solo? Svelato il segreto dell'organizzazione delle cellule

Da una singola cellula a miliardi di neuroni: come si orienta il cervello in crescita? Le cellule
cerebrali non si affidano solo alla chimica, ma seguono un "albero genealogico" biologico.

2 marzo 2026 - Elisabetta Intini

Dove sono? Chi devo diventare? L'intero sviluppo del cervello potrebbe basarsi su queste - semplici,
ma solo dal punto di vista biologico - domande. Lo ipotizza uno studio pubblicato su Neuron, che ha
provato a rispondere a un dilemma impossibile: secondo quali regole il cervello si organizza a
partire da una singola cellula, fino ai 170 miliardi di cellule di un cervello umano adulto? In base
all'analisi, il criterio potrebbe essere sorprendentemente... facile, e non così dissimile da quello
che seguono le generazioni della nostra specie, quando decidono dove abitare.

La chimica non basta

La ricerca è stata condotta da un gruppo di scienziati del Cold Spring Harbor Laboratory di New York
in collaborazione con l'Università di Harvard e il Politecnico Federale di Zurigo (ETH Zurigo). A
raccontare il "problema" di partenza è Stan Kerstjen, neurobiologo computazionale e primo autore
dello studio: «Le sole cose che una cellula "vede" sono se stessa e le sue vicine. Ma il suo destino
dipende da dove si colloca: una cellula nel posto sbagliato diventa una cosa sbagliata, e il
cervello non si sviluppa correttamente».

I modelli tradizionali prevedono che le cellule del cervello si scambino informazioni su ruolo e
posizione attraverso segnali chimici. L'idea regge ancora, ma funziona bene solo se si parla di
poche cellule; in un contesto di miliardi di cellule, dove ogni segnale deve arrivare esattamente in
un punto e in quello soltanto, non basta più, perché un segnale chimico può viaggiare solo fino a un
certo punto prima di... sbiadire. Come si organizzano quindi le cellule cerebrali in fase di
sviluppo? Come capiscono che ruolo ricoprire e dove si devono sistemare?

Come mio padre, e mio nonno prima di lui

In base al nuovo modello proposto, le cellule ereditano queste istruzioni dalle loro progenitrici.
Scrivono gli autori: «Diversamente da un esercito, che ha una catena di comando esplicita e un
generale ai vertici, nello sviluppo del cervello manca un "generale". Nelle prime fasi dello
sviluppo, le cellule formano un'unità strettamente accoppiata tramite segnali locali. Mano a mano
che il tessuto cresce e le cellule si allontanano finendo fuori portata, queste unità locali si
suddividono in sotto unità che ereditano gli stati delle loro progenitrici».

Il principio, per gli scienziati che hanno firmato l'analisi, non è poi così diverso da quello che
guida i movimenti umani di generazione in generazione. Le cellule che discendono dallo stesso
progenitore tendono a rimanere vicine, così come gli esseri umani che discendono dagli stessi
progenitori finiscono per condividere territori e per diffondersi in strutture in cui la
comunicazione interna è facilitata.

Gli scienziati hanno testato la validità di questo modello prima a livello teorico e poi su gruppi
di topi e su pesci zebra (un organismo modello in biologia) con cervelli in via di sviluppo,
confermando che l'ipotesi "tiene" anche se applicata a cervelli di diverse dimensioni e complessità.

I segnali chimici previsti dai modelli precedenti funzionerebbero quindi in combinazione a queste
informazioni su posizione e compito trasmesse dalle cellule progenitrici. Secondo gli autori, questo
stesso schema potrebbe applicarsi anche ad altri tessuti e formazioni in via di sviluppo, come i
tumori; potrebbe informare le intelligenze artificiali che simulano il funzionamento del cervello
umano; e potrebbe essere usato per capire meglio l'evoluzione del cervello e dell'intelligenza
umana.

https://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2025.12.043

da focus.it