Il cervello umano è una struttura complessa e affascinante, composta da circa 86 miliardi di neuroni e 600 trilioni di sinapsi che permettono la comunicazione tra le cellule nervose. Queste connessioni sono fondamentali per il controllo di funzioni cerebrali come la cognizione, l’emozione e la memoria. Tuttavia, con l’avanzare dell’età o a causa di malattie come l’Alzheimer, il numero di sinapsi tende a diminuire, rendendo la ricerca in questo campo estremamente importante. Nonostante ciò, fino ad ora, esistevano limitazioni nell’osservazione in tempo reale delle strutture sinaptiche.
Una svolta nell’osservazione delle sinapsi
Il 21 gennaio 2024, un team di ricerca internazionale guidato dal Professor Won Do Heo del Dipartimento di Scienze Biologiche del KAIST, insieme al Professor Hyung-Bae Kwon della Johns Hopkins School of Medicine e al Professor Sangkyu Lee dell’Istituto per la Scienza di Base (IBS), ha annunciato di aver sviluppato una tecnica innovativa che permette l’osservazione in tempo reale della formazione, estinzione e alterazione delle sinapsi. Questa tecnica, denominata SynapShot, combina le parole ‘sinapsi’ e ’istantanea’, e ha permesso di tracciare e osservare in diretta i processi di formazione e scomparsa delle sinapsi, nonché i loro cambiamenti dinamici.
Miglioramenti e applicazioni di SynapShot
Attraverso un progetto di ricerca congiunto, i team guidati dal Professor Heo e dal Professor Sangkyu Lee hanno progettato SynapShot con fluorescenza verde e rossa, consentendo di distinguere facilmente le sinapsi che collegano due neuroni differenti. Inoltre, combinando una tecnica optogenetica che può controllare la funzione di una molecola usando la luce, il team è stato in grado di osservare i cambiamenti nelle sinapsi mentre induceva simultaneamente determinate funzioni dei neuroni utilizzando la luce.
Implicazioni future e prospettive
Il Professor Heo ha affermato che lo sviluppo di SynapShot, frutto della collaborazione tra team di ricerca nazionali e internazionali, ha aperto la possibilità di osservare in prima persona i rapidi e dinamici cambiamenti delle sinapsi, che in precedenza era difficile fare. Si prevede che questa tecnica rivoluzionerà la metodologia di ricerca nel campo neurologico e giocherà un ruolo importante nel futuro della scienza del cervello.
Conclusioni e prospettive future
Questa ricerca, condotta dai co-primi autori Seungkyu Son (candidato al dottorato), Jinsu Lee (candidato al dottorato) e dal Dr. Kanghoon Jung della Johns Hopkins, è stata pubblicata nell’edizione online di Nature Methods l’8 gennaio con il titolo “Real-time visualization of structural dynamics of synapses in live cells in vivo”, e sarà stampata nel volume di febbraio. La ricerca è stata supportata da fondi per la ricerca di medie dimensioni e dal Progetto Singularity del KAIST, nonché dall’IBS.
In conclusione, SynapShot rappresenta un passo avanti significativo nel campo della ricerca neurologica, offrendo agli scienziati uno strumento potente per studiare le sinapsi in tempo reale e comprendere meglio le funzioni del cervello.
