Lo sviluppo da un singola cellula fecondata, all’embrione al feto, è un percorso straordinario che segna l'inizio della vita umana. La gravidanza, non smetteremo mai di sottolinearlo, è un periodo di grandissimi cambiamenti che interessano la donna e il bambino che porta in grembo. Tra tutti gli organi che si formano durante la gravidanza, il cervello è quello che suscita più domande nei futuri genitori, un organo che inizia a formarsi all'inizio del primo trimestre e continua a crescere e specializzarsi per un lungo periodo. Il cervello del bambino fa parte del sistema nervoso centrale, che comprende anche il midollo spinale. Comprendere questo intricato processo, dalle primissime divisioni cellulari fino alla maturazione di strutture fondamentali come il tronco encefalico, è essenziale per apprezzare la complessità e la delicatezza della vita nascente.
La Genesi della Vita: Dalla Maturazione Cellulare all'Impianto
Il processo di sviluppo prenatale umano è il processo biologico durante il quale si ha la gestazione dell'embrione, dalla fecondazione alla nascita. Questo viaggio ha inizio ben prima della fecondazione stessa, con la formazione delle cellule uovo immature, gli oogoni, che avviene già nella vita intrauterina della donna. Fin dall'infanzia di una donna si sviluppano i follicoli nei quali si trova l’ovocita, ma a partire dalla pubertà solo uno o, occasionalmente, due di essi raggiungeranno la maturità ogni mese durante il ciclo mestruale.
Il follicolo primario, ovvero immaturo, contiene l'ovocita primario circondato da cellule. Successivamente, grazie all'ormone FSH, le cellule del follicolo primario si moltiplicano circondando l’ovocita, portando alla formazione di un follicolo pre-antrale in crescita. Proseguendo la maturazione, si forma un follicolo antrale, caratterizzato dalla presenza di una cavità piena di liquido chiamata antrum, mentre l’ovocita primario continua la sua maturazione. Il follicolo maturo prende il nome di Follicolo di Graaf. L'ovocita primario, continuando la sua maturazione, diventa ovocita secondario e viene circondato da uno strato di cellule che formano la zona pellucida, una membrana che avvolge l’uovo nei mammiferi. L’ovocita è pronto per essere fecondato da uno spermatozoo quando viene trasportato nelle tube di Falloppio, due organi cavi fissati con un’estremità all’utero e con un’altra estremità all’ovaio. In alcune rare circostanze, può essere rilasciato più di un ovulo durante un ciclo mestruale, e se più di uno di questi ovuli viene fecondato con successo da spermatozoi diversi, può verificarsi una gravidanza gemellare.
La fecondazione ha solitamente luogo in un ovidotto, dove uno spermatozoo incontra l'ovulo. Nei testicoli maschili possono essere prodotti miliardi di spermatozoi, ma di questi solo uno riuscirà, dopo l’eiaculazione, ad attraversare la corona radiata che circonda l’ovulo e a superare la membrana.
Una volta che uno spermatozoo ha attraversato la corona radiata e raggiunto la membrana cellulare esterna dell’ovulo, il processo di fecondazione è pronto per iniziare. In seguito le mitosi si susseguono a ritmo più accelerato. Dopo la formazione dello zigote, il processo di sviluppo embrionale procede attraverso diverse fasi embrionali prima dell’annidamento nell’endometrio, la mucosa che riveste internamente l’utero. Il primo stadio successivo è la “morula”, una palla compatta di cellule dall’aspetto simile a una mora. Quando la morula continua a dividersi, si trasforma gradualmente in una “blastocisti” circa cinque-sei giorni dopo la fecondazione. Questa fase è caratterizzata dalla formazione di una cavità centrale chiamata “blastocele”. Nella blastocisti possiamo individuare due parti principali: il “trofoblasto” (o “trophectoderma”), che diventerà la placenta, e l’embrione stesso.
L'impianto avviene alla fine della prima settimana, quando le cellule del trofoblasto invadono l'epitelio e il sottostante stroma dell'endometrio con l'aiuto di enzimi proteolitici. Fattori ormonali, come il progesterone prodotto dal corpo luteo, aumentano lo spessore dell'endometrio e favoriscono l'adesione dell'embrione. La Gonadotropina Corionica Umana (hCG), prodotta dall'embrione dopo l'annidamento, segnala al corpo luteo di continuare a produrre progesterone, essenziale per evitare il rifiuto dell'embrione da parte del sistema immunitario materno. A livello molecolare, le selectine e le molecole di adesione svolgono un ruolo cruciale nell’attaccamento dell’embrione all’endometrio.
L'impianto dell'embrione - Animazione
La Creazione dei Foglietti Embrionali: Gastrulazione e i Fondamentali Strati Germinativi
Dopo l'impianto, l'embrione subisce trasformazioni significative. Dal nono giorno nel sincizio-trofoblasto si sviluppano le lacune. Nel frattempo, il citotrofoblasto forma colonne di cellule che penetrano all'interno e sono circondate dal sincizio. Durante le prime 9 settimane di gravidanza si verificano una serie di trasformazioni significative nell’embrione e nel corpo materno. Nelle settimane 1-2, la blastocisti si impianta nell’endometrio e le cellule germinali primordiali iniziano a formare i precursori degli organi.
La gastrulazione è l'evento più caratteristico che si verifica durante la terza settimana. Questo processo inizia con la comparsa della linea primitiva, ovvero l'ispessimento dell'epiblasto embrionale situato sulla faccia dorsale e nel piano sagittale del disco embrionale. La linea primitiva rende visibile la divisione del disco embrionale in una parte sinistra e una parte destra. Inoltre, dato che la linea parte dal polo caudale dell'embrione e termina con la sua parte più craniale circa a metà del disco embrionale, si comprende anche quale sia la parte caudale e quale quella craniale dell'embrione.
Nella regione del nodo e della linea, le cellule epiblastiche si invaginano per formare nuovi strati cellulari: l'endoderma, che sostituisce le cellule dell'ipoderma, e il mesoderma, un nuovo foglietto che si forma tra ectoderma ed endoderma. La proliferazione delle cellule dell'epiblasto attraverso la fossetta primitiva che forma endoderma e mesoderma, avviene contestualmente ad una differenziazione delle stesse cellule del mesoderma. L'epiblasto, quindi, dà origine a tutti e tre i foglietti germinativi dell'embrione: l'ectoderma, il mesoderma e l'endoderma.
Dalla fine della terza settimana questi tre strati germinativi fondamentali sono stabiliti nella regione della testa e il processo continua per produrre questi strati germinativi per le aree più caudali dell'embrione. L'ectoderma è il più esterno dei foglietti embrionali, dal quale prendono origine l'epidermide e i suoi derivati, il sistema nervoso, gli organi di senso e le varie mucose. Il mesoderma dà origine anche al sistema vascolare, cioè al cuore, alle arterie, alle vene, ai vasi linfatici e a tutte le cellule ematiche e linfatiche, oltre al sistema scheletrico e muscolare. Il foglietto germinale endodermico fornisce il rivestimento epiteliale del tratto gastrointestinale, respiratorio e della vescica urinaria.
Un altro evento importante della terza settimana è la formazione dei somiti, le strutture che si differenzieranno nelle vertebre, e che costituiscono quindi la base su cui si sviluppa il resto dell'organismo, nell'uomo come in tutti i vertebrati. Nella successiva fase di sviluppo, il processo notocordale, derivato da una proliferazione delle cellule epiblastiche attraverso la fossetta primitiva, diventa placca notocordale, legandosi temporaneamente ad alcune cellule dell'endoderma.
L'Alba del Sistema Nervoso: La Placca Neurale e la Formazione del Tronco Encefalico
Il sistema nervoso centrale compare all'inizio della terza settimana come ispessimento ectodermico e viene definito placca neurale. Essa è localizzata nella regione dorsale mediana al davanti della fossetta primitiva. Entro le 4 settimane si sviluppa la struttura rudimentale nota come placca neurale, che è considerata il precursore del sistema nervoso. Nelle settimane 3-4, l’embrione inizia a sviluppare il tubo neurale, che darà origine al sistema nervoso centrale. Questa fase è particolarmente delicata: una chiusura incompleta può causare malformazioni come la spina bifida.
La fusione inizia nella regione cervicale e procede in direzione cefalica e caudale. La chiusura del neuroporo procede dalla iniziale sede di chiusura nella regione cervicale, come anche da una sede di chiusura successiva nell'encefalo anteriore. Già nelle primissime settimane dopo il concepimento compare una sottile struttura chiamata placca neurale, e questo periodo è un momento di rapido sviluppo e differenziazione delle varie parti del cervello.
Il cervello fetale a 10, 12 e 14 settimane pesa rispettivamente lo 0,75, il 4,8 e il 6,9% del peso a termine, mentre il resto del corpo pesa rispettivamente lo 0,14, l’1,99 e il 3%. Tra l’8ª e la 10ª settimana compaiono le prime grandi suddivisioni del cervello: prosencefalo, mesencefalo e rombencefalo.
Il tronco encefalico ha un ruolo principale e fondamentale: mantenere in vita il corpo. Questa struttura è essenziale per la regolazione di funzioni vitali involontarie come la respirazione, la frequenza cardiaca e la pressione sanguigna. È in questo periodo che i neuroni e le sinapsi (connessioni) iniziano a svilupparsi nel midollo spinale, e il sistema nervoso sta iniziando a funzionare. I riflessi, dipendono in gran parte dall’azione del midollo spinale.
Lo Sviluppo degli Apparati Vitali: Un'Orchestra Embrio-Fetale
Parallelamente allo sviluppo del sistema nervoso, tutti gli altri apparati e sistemi del corpo embrionale si stanno formando e differenziando con incredibile precisione.
Sistema Scheletrico
L'apparato scheletrico si sviluppa dal mesenchima che proviene dal foglietto germinativo mesodermico e dalla cresta neurale. Il cranio è formato dal neurocranio e dallo splancnocranio, che comprende le ossa della faccia. Il neurocranio comprende una porzione di origine membranosa che forma la volta e una porzione cartilaginea che ne costituisce la base. Lo scheletro della faccia deriva dalle cellule della cresta neurale. Alla nascita, le ossa piatte del cranio sono separate tra di loro da sottili setti di connettivo, detti suture, originati dalla cresta neurale.
Gli arti si formano da abbozzi lungo la parete del corpo che compaiono nella quarta settimana. La colonna vertebrale e le coste si sviluppano dagli sclerotomi che fanno parte dei somiti e lo sterno è derivato dal mesoderma della parete ventrale del corpo. Nell'apparato scheletrico si possono presentare molti tipi di malformazioni, come l'amelia unilaterale, sia alla colonna vertebrale, sia al cranio, sia alla faccia.
Sistema Muscolare
L'inizio della costituzione della muscolatura degli arti si osserva nella 7ª settimana, sotto forma di un addensamento mesenchimale presso la base degli abbozzi degli arti stessi. Con l'allungamento degli abbozzi degli arti, il tessuto muscolare si separa nelle componenti flessoria ed estensoria. Gli abbozzi degli arti superiori sono situati a livello dei cinque segmenti cervicali inferiori e dei due toracici superiori, mentre gli abbozzi degli arti inferiori sono situati in corrispondenza dei quattro segmenti lombari inferiori e dei due sacrali superiori. La muscolatura cardiaca nell'embrione si sviluppa dal mesoderma splancnico che avvolge l'endotelio del tubo cardiaco. Si sviluppano le miofibrille come nella muscolatura scheletrica, ma i mioblasti non vanno incontro a fusione. In una fase più avanzata dello sviluppo si rendono visibili alcuni speciali fasci di cellule muscolari con le miofibrille irregolarmente distribuite.
Sistema Circolatorio
Nelle settimane 3-4 si formano anche le prime cellule cardiache e il cuore inizia a battere. Sebbene inizialmente appaiati, dal 22º giorno di sviluppo i due tubi formano un unico tubo leggermente arcuato costituito da un tubo endocardico interno e da un mantello miocardico che lo circonda. Le cellule cardiache progenitrici si trovano nell'epiblasto. La formazione di un setto nel cuore è, in parte, dovuta allo sviluppo di cuscinetti endocardici nel canale atrioventricolare e nella regione conotruncale. Nelle settimane 5-6 si sviluppano ulteriormente il cuore e il sistema circolatorio. A 11 settimane di gravidanza, il cuore del feto è completamente formato e batte regolarmente e il sistema circolatorio del feto si sta sviluppando ancora meglio, con il cuore che pompa il sangue attraverso i vasi sanguigni e il sangue che inizia a trasportare ossigeno e nutrienti ai tessuti del feto. Questo rappresenta un momento particolare non solo a livello biologico ma proprio emozionale per la coppia, soprattutto quando attraverso gli esami strumentali è possibile ascoltare il battito cardiaco.
Sistema Respiratorio
Quando l'embrione ha raggiunto l'età di quattro settimane, il diverticolo respiratorio (abbozzo polmonare) compare come un'evaginazione della parete ventrale dell'intestino anteriore. Per questo motivo l'epitelio che riveste internamente la laringe, la trachea e i bronchi e anche quello dei polmoni è completamente di origine endodermica. Inizialmente l'abbozzo polmonare è in ampia comunicazione con l'intestino anteriore. Quando però il diverticolo respiratorio si espande in direzione caudale, incomincia a separarsi dall'intestino anteriore, per lo sviluppo di due creste longitudinali, le creste esofagotracheali. In seguito, quando le creste si fondono per formare un setto (setto esofagotracheale), l'intestino anteriore viene diviso in una porzione dorsale, ovvero l'esofago, e in una tracheale, ovvero la trachea e gli abbozzi polmonari. L'abbozzo respiratorio, comunque, mantiene la sua comunicazione con la faringe attraverso l'orifizio laringeo. Prima della nascita i polmoni sono pieni di un liquido contenente piccole quantità di proteine. All'inizio della respirazione polmonare il fluido viene riassorbito. L'accrescimento polmonare dopo la nascita è principalmente dovuto a un aumento del numero dei bronchioli respiratori e degli alveoli e non a un aumento di dimensioni degli alveoli stessi.
Apparato Digerente
Nelle settimane 5-6 inizia a formarsi quello che sarà l’apparato digerente. L'epitelio dell'apparato digerente è di origine endodermica: le componenti stromale, muscolare e peritoneale sono di origine mesodermica. L'intestino faringeo dà origine alla faringe e alle relative ghiandole. L'intestino anteriore dà origine all'esofago, alla trachea, all'abbozzo polmonare e allo stomaco. In aggiunta, il fegato, il pancreas e il sistema biliare si sviluppano da un'estroflessione dell'epitelio endodermico della porzione superiore del duodeno. Dato che la porzione superiore dell'intestino anteriore viene divisa in un setto in esofago posteriore e trachea con abbozzo polmonare anteriore, la deviazione di questo setto può produrre comunicazioni anomale tra la trachea e l'esofago. Il pancreas si sviluppa da un abbozzo ventrale e da uno dorsale che in seguito si fondono per costituire il pancreas definitivo. L'intestino medio forma l'ansa intestinale primitiva, che darà origine alla porzione del duodeno posta distalmente allo sbocco del coledoco. Al suo apice l'ansa primitiva rimane temporaneamente in comunicazione con il sacco vitellino attraverso il dotto vitellino. Nel corso della 6ª settimana l'ansa si accresce così rapidamente da protudere nel cordone ombelicale. L'intestino posteriore dà origine al tratto che si estende dal terzo distale del colon trasverso alla porzione superiore del canale anale. L'intestino posteriore penetra nella regione posteriore della cloaca. A 11 settimane, l’apparato digerente è in fase di sviluppo, il fegato inizia a produrre bile e i reni cominciano a filtrare l’urina.
Sistema Urogenitale
Dal punto di vista funzionale il sistema urogenitale può essere diviso in due unità completamente differenti: l'apparato urinario e quello genitale, che sono però embriologicamente e anatomicamente interconnessi. Entrambi si sviluppano da una cresta mesodermica comune posta lungo la parete posteriore della cavità addominale. Il metanefro o rene permanente ha una doppia origine. Esso forma i suoi tubuli escretori o nefroni nello stesso modo degli altri sistemi, ma i due dotti collettori originano dalla gemma ureterica, un'evaginazione del dotto mesonefrico. Nelle settimane 7-8, i reni iniziano a funzionare e l’embrione inizia a urinare nell’ambiente amniotico circostante.
Sistema Tegumentario (Pelle)
Inizialmente l'embrione è coperto da un singolo strato di cellule ectodermiche. All'inizio del secondo mese, questo epitelio si divide e viene depositato sulla superficie uno strato di cellule appiattite. Durante i primi tre mesi di sviluppo, l'epidermide viene invasa da cellule originate dalla cresta neurale. Il derma è derivato dal mesoderma della placca laterale e dai dermatomeri dei somiti. Le papille contengono solitamente un piccolo capillare o un corpuscolo sensoriale. I peli si sviluppano dalla proliferazione di cellule epidermiche nel derma. Alla nascita, la cute è coperta da uno strato biancastro, la vernice caseosa, costituita da secrezioni delle ghiandole sebacee, da cellule epidermiche degenerate e peli.
Il Cervello in Crescita: Dalle Prime Connessioni ai Riflessi Fetali
Il primo trimestre è un momento di rapido sviluppo e differenziazione delle varie parti del cervello. Già intorno alle 16 settimane di gravidanza compaiono due funzioni notevoli che sono la suzione e la deglutizione. Quello che accade durante il primissimo periodo di formazione della corteccia cerebrale nel feto, può offrire risposte sull’insorgenza di malattie nell’età adulta.
Nell’uomo, il sistema nervoso inizia il suo sviluppo intorno alla 3a settimana dal concepimento, quando l’ectoderma della placca neurale comincia a differenziarsi in tessuto nervoso. Nella prima parte della gravidanza è particolarmente evidente l’accrescimento del cervello, più veloce di quello corporeo. Il periodo critico per lo sviluppo del cervello si colloca tra la 12ª e la 16ª settimana di gravidanza, in cui ha inizio una grande proliferazione e migrazione dei neuroni, che dà origine alle diverse aree del cervello. In genere, meno differenziato è il tessuto nervoso, minore quantità di ossigeno viene consumata e, conseguentemente, il cervello è meno vulnerabile all’ipossia.
Alla 8a settimana di gestazione, l’attività sinaptica è sufficientemente sviluppata da permettere la flessione del collo e del tronco; alla 10a, stimoli localizzati possono provocare movimenti dei bulbi oculari, apertura delle labbra, parziale chiusura delle dita della mano e flessione delle dita dei piedi. A 11 settimane di gravidanza, il sistema nervoso continua a svilupparsi rapidamente; il cervello produce sempre più neuroni e inizia a formarsi il midollo spinale. Il feto può fare movimenti involontari, sebbene la madre non li percepisca ancora. La mielinizzazione delle fibre si realizza con ritmo lento a partire dalla 12a settimana di gestazione, essenziale per una conduzione ottimale degli impulsi nervosi. La capacità di chiudere completamente il pugno è acquisita al 4° mese, quando si evidenziano anche i movimenti di deglutizione e di respirazione; tuttavia, il riflesso della suzione non è presente prima del 6° mese.
Dal quarto mese il cervello non si limita più a crescere, ma inizia a comunicare con il corpo. Intorno alla 20ª settimana il feto reagisce agli stimoli: suoni intensi o luci forti possono modificare il movimento o il battito cardiaco. Il feto di 11 settimane ha una struttura fisica più definita. Le parti del corpo stanno assumendo una loro forma, il sistema nervoso continua a evolversi, aprendo la strada ai futuri sviluppi cognitivi, e inizia a coordinare i movimenti. Entro le 4 settimane si sviluppa la struttura rudimentale nota come placca neurale. In questo periodo i neuroni e le sinapsi (connessioni) iniziano a svilupparsi nel midollo spinale. Già intorno alle 16 settimane di gravidanza compaiono due funzioni notevoli che sono la suzione e la deglutizione.
L'impianto dell'embrione - Animazione
Nel terzo trimestre l’integrazione tra funzione nervosa e muscolare procede rapidamente, cosicché la maggior parte dei feti nati dopo la 32a settimana di gestazione sarebbe in grado di sopravvivere, in quanto capace di respirare. La parte più attiva del cervello durante questo trimestre finale è il cervelletto, il feto è infatti occupato in attività frenetiche: calci, pugni, stiramenti. Negli ultimi mesi di gravidanza il cervello assume progressivamente la sua forma caratteristica, con la comparsa delle circonvoluzioni cerebrali e delle scissure che delimitano i lobi, le aree e le circonvoluzioni cerebrali. Dal 7° mese l’occhio è sensibile alla luce, ma la capacità di percepire le forme e i colori non è completa fino a circa un anno dopo la nascita. L’orecchio interno, medio ed esterno appaiono sviluppati a metà gravidanza; probabilmente, il feto ode alcuni suoni già a partire dalla 24a settimana. Tra la 28ª e la 32ª settimana il feto è in grado di riconoscere la voce della mamma e di familiarizzare con suoni ripetuti, indicando che la sua memoria inizia a migliorare, permettendogli di captare una maggior quantità di informazione. Lo sviluppo del cervello fetale è un processo straordinario che inizia molto presto e continua ben oltre la nascita. I neuroni, che costituiscono gli elementi di base della corteccia cerebrale di un individuo adulto, sono quasi esclusivamente generati durante la vita fetale. Le sinapsi, attraverso cui i neuroni entrano in contatto tra di loro, aumentano nel corso dell’infanzia e sono sempre più ricche, sebbene quelle di un bambino piccolo siano soltanto meno addensate rispetto a quelle di un adulto.
Fattori Ambientali e Nutrizionali: Il Supporto alla Complessa Architettura Cerebrale
Molte evidenze e ricerche, anche recenti, hanno dimostrato come le prime 9 settimane di gravidanza rappresentino una fase delicatissima dello sviluppo embrionale. In particolare, l’ambiente uterino diventa responsabile del corretto differenziamento e sviluppo dei tessuti e degli organi e del loro funzionamento. In questo arco di tempo, alcuni nutrienti giocano un ruolo essenziale nel favorire il corretto sviluppo embrio-fetale, nell’attività della placenta e nella regolazione del flusso sanguigno.
Molte donne incinte evitano il pesce in gravidanza, per paura degli inquinanti, ma il pesce è la principale fonte di grassi omega-3. Questa preoccupazione, combinata con una dieta occidentale relativamente carente di acidi grassi omega-3, ha creato uno squilibrio di omega-3 rispetto ai grassi omega-6. Questo squilibrio può portare a uno stato pro-infiammatorio che contribuisce a una serie di complicazioni, tra cui parto pretermine, ipertensione in gravidanza e depressione postpartum. Gli studi su rischi e benefici dell’integrazione degli Omega-3 in gravidanza sono discordanti, come evidenziato dalle ricerche di Hadders-Algra M et al. e McNamara RK, Carlson SE, che indagano il ruolo degli acidi grassi omega-3 nello sviluppo e nella funzione cerebrale e le loro implicazioni per la psicopatologia.
Uno studio della SUNY Downstate University di New York, pubblicato sullo speciale della rivista Nutrients, sottolinea l’importanza dei folati e delle vitamine del gruppo B, nello sviluppo neurologico nel periodo fetale fino all’età adulta di un individuo. L’ambiente di vita, incluse le influenze nutrizionali, ha un impatto significativo, come dimostrato anche da studi sull'ambiente arricchito sullo sviluppo del cervello animale.
Oltre la Nascita e la Ricerca Avanzata: Le Implicazioni a Lungo Termine
Esiste un legame tra tutto quello che può succedere durante le prime fasi dello sviluppo della corteccia cerebrale, e del cervello in generale, e la possibile insorgenza di malattie neurologiche non soltanto caratteristiche dell’infanzia ma anche dell’età adulta. Una delle principali sfide della ricerca genetica è la prevenzione o la cura di difetti neurologici durante lo sviluppo del sistema nervoso centrale (SNC). La possibilità degli esseri umani e degli animali di esprimere la loro piena potenzialità dipende in maniera cruciale da come il sistema nervoso si sviluppa e si interconnette al resto dell’organismo. Anomalie del SNC avvenute durante lo sviluppo embrionale possono causare disfunzioni neurologiche che divengono evidenti alla nascita o addirittura durante fasi più avanzate della crescita.
La causa principale delle malformazioni del SNC è dovuta a mutazioni in particolari geni la cui espressione è fondamentale durante le varie fasi di sviluppo dell’embrione. In particolare, l’analisi di queste mutazioni in fase embrionale deve essere condotta prima che la complessità del cervello divenga tale da impedirne lo studio. I neuroni, che costituiscono gli elementi di base della corteccia cerebrale di un individuo adulto, sono quasi esclusivamente generati durante la vita fetale. Tra gli studi portati avanti dalla dott.ssa Simona Lodato, ci sono in particolare i neuroni eccitatori e inibitori che si formano durante lo sviluppo fetale e che, nella corteccia cerebrale umana, non vengono più sostituiti nel corso della vita adulta.
L’obiettivo è capire come quello che succede nella fase di sviluppo dell’embrione e del primissimo periodo della vita post-natale possa influenzare la vita adulta. La cosiddetta connettomica, come spiegato dalla dottoressa Lodato, recentemente selezionata come membro del FENS-Kavli Network of Excellence (FKNE), è uno dei campi di futura esplorazione. Si cerca di capire come i neuroni si definiscano e come stabiliscano connessioni tra di loro; una volta mappati i componenti cerebrali infatti è fondamentale capire come si colleghino e come scelgano i propri partner funzionali. Uno sbilanciamento in questi circuiti rappresenta il substrato cellulare di alcune malattie come epilessia, schizofrenia e autismo. Si sta lavorando anche per capire cosa sia possibile fare per identificare queste patologie precocemente, nella speranza di individuare biomarcatori che ci guidino nella prevenzione e nell’implementazione di strategie terapeutiche precoci di numerose malattie dell’infanzia e non solo.
Questo progetto è focalizzato su nervi che controllano funzioni muscolari nella regione del volto e modulano la nostra risposta a stimoli esterni. Dato l’alto numero di connessioni presenti nel SNC, la possibilità che una di queste vada errata diviene anch’essa elevata. In particolare, lo scopo è capire come mai una popolazione di neuroni che innerva i muscoli del volto è posizionata in una specifica zona cerebrale, e che cosa spinge questi motoneuroni a migrare in quella zona durante lo sviluppo embrionale. Studi precedenti hanno dimostrato come il blocco di tale migrazione in modelli animali conduca a sintomi assimilabili a paralisi negli esseri umani: capire come questi neuroni si differenziano, cosa li spinge a formare connessioni in particolari direzioni e come e perché alcuni di essi sopravvivono mentre altri vengono eliminati è la base per trovare terapie e cure delle patologie neurologiche. La ricerca dei meccanismi che regolano la migrazione e la connessione di questi neuroni potrà un giorno portare benefici a pazienti che soffrono di paresi, paralisi facciali e altri tipi di malattie neurodegenerative.
Le attività in cui sono coinvolti i membri del FENS-Kavli Network of Excellence, come racconta la dottoressa Lodato, si rifanno a molteplici obiettivi: promuovere lo scambio scientifico all’interno e al di fuori del Network; lavorare in ambiti di ricerca di base e applicata nel campo delle neuroscienze; diffondere una corretta informazione scientifica in senso ampio, ma con particolare attenzione agli sviluppi della ricerca nell’ambito delle neuroscienze; partecipare ai tavoli decisionali nazionali ed europei e contribuire alla stesura delle linee guida sulle tematiche fondamentali per la ricerca e per la sua realizzazione nei vari Paesi europei, come la stesura di nuovi programmi internazionali di finanziamento per la ricerca multidisciplinare e la definizione di criteri di eleggibilità dei richiedenti per consentire la partecipazione competitiva di giovani ricercatori. Pubblicazioni scientifiche come "Hox Genes and Region-Specific Sensorimotor Circuit Formation in the Hindbrain and Spinal Cord" o "Wnt activity guides facial branchiomotor neuron migration, and involves the PCP pathway and JNK and ROCK kinases" testimoniano l'intensità della ricerca in questo campo cruciale.
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