Il campione analizzato proveniva dalla corteccia cerebrale di un paziente sottoposto a intervento chirurgico per l’epilessia. Il tessuto è stato sezionato in più di 5.000 fette, ciascuna delle quali è stata poi esaminata tramite microscopia elettronica, generando circa 1,4 petabyte (1.400 terabyte) di dati.
L’analisi dettagliata ha rivelato che la maggior parte delle cellule nel campione erano neuroni o cellule gliali; queste ultime superavano i neuroni in proporzione di due a uno. Tra le glie predominavano gli oligodendrociti, essenziali per il supporto strutturale e l’isolamento elettrico dei neuroni.
La ricostruzione tridimensionale ha messo in luce dettagli strutturali precedentemente non osservati nelle cellule neuronali, come le celle triangolari situate negli strati più profondi della corteccia cerebrale che mostravano orientamenti speculare tra loro.
Per quanto riguarda le connessioni sinaptiche, il team ha impiegato algoritmi di apprendimento automatico per identificare quasi 150 milioni di sinapsi nel campione analizzato; la maggior parte dei neuroni formava una singola sinapsi con ogni cellula bersaglio, ma sono state osservate anche connessioni multiple tra singole coppie cellulari.
Queste scoperte enfatizzano la complessità del cervello umano a livello cellulare e sottolineano l’importanza della connectomica, ovvero lo studio delle mappe comprensive delle connessioni tra le cellule cerebrali per comprendere meglio il funzionamento del cervello stesso.
Il dataset prodotto da questa ricerca è stato reso pubblico insieme agli strumenti software necessari per esplorarlo ulteriormente; ciò potrebbe permettere nuove indagini sul funzionamento del cervello umano grazie alla collaborazione tra neuroscienziati, informatici ed ingegneri evidenziata anche dal Dr. John Ngai dell’iniziativa NIH BRAIN Initiative come cruciale per avanzamenti futuri nella cura delle malattie neurologiche.