La rivista scientifica Nature.comriporta un interessante esperimento. Mini-cervelli cresciuti in una piastra di coltura hanno prodotto spontaneamente, per la prima volta, onde cerebrali di tipo umano, e gli schemi della loro attività elettrica sembrano simili a quelli osservati nei bambini prematuri. Questo progresso potrebbe aiutare gli scienziati a studiare le prime fasi dello sviluppo del cervello. La ricerca in questo settore è stata lenta, in parte perché è difficile ottenere campioni di tessuto fetale da analizzare ed è quasi impossibile esaminare un feto in utero. Tanti ricercatori si aspettano parecchio da questi “organoidi” che, se cresciuti come colture 3D, possono sviluppare alcune delle complesse strutture che si osservano nel cervello. Ma questa tecnologia solleva anche interrogativi sull’eticità della creazione di organi in miniatura che potrebbero sviluppare la coscienza.
In questa sezione di organoide cerebrale si possono osservare neuroni corticali più maturi sul bordo esterno della struttura. Un gruppo di ricercatori diretto da Alysson Muotri, neuroscienziato all’Università della California a San Diego, ha indotto cellule staminali umane a formare tessuto dalla corteccia, una regione cerebrale che controlla la cognizione e interpreta le informazioni sensoriali. I ricercatori hanno tenuto in coltura per dieci mesi centinaia di organoidi cerebrali, e hanno testato singole cellule per confermare che esprimevano lo stesso insieme di geni visti nello sviluppo tipico del cervello umano. Il gruppo ha presentato il lavoro al convegno della Society for Neuroscience tenutosi questo mese a San Diego. Gli scienziati hanno costantemente registrato i modelli di attività elettrica, l’elettroencefalogramma (EEG), lungo la superficie dei mini-cervelli. A sei mesi gli organoidi hanno iniziato ad attivarsi a un tasso più elevato rispetto ad altri organoidi cerebrali precedentemente creati.
Nei cervelli maturi, i neuroni formano reti sincronizzate che si attivano con ritmi prevedibili. Ma gli organoidi mostravano tracciati elettroencefalografici irregolari che somigliavano alle caotiche esplosioni di attività elettrica sincronizzata che si registrano durante lo sviluppo del cervello. Quando i ricercatori hanno confrontato questi ritmi con gli EEG dei bambini prematuri, hanno scoperto che i modelli degli organoidi imitavano quelli dei bambini nati dopo 25-39 settimane dal concepimento.
Gli organoidi sono ben lontani dall’essere veri cervelli umani, aferma Muotri. Non contengono tutti i tipi di cellule che si trovano nella corteccia, e i circuiti non si collegano ad altre regioni cerebrali.
Ma ora il suo gruppo sta lavorando per far crescere gli organoidi più a lungo e vedere se continueranno a maturare. I ricercatori vogliono anche studiare se queste strutture funzionino come una corteccia normale, collegandoli a organoidi che simulano altre parti del cervello o del corpo.
“Questo è davvero affascinante e molto sorprendente”, dice Hongjun Song, neuroscienziato all’Università della Pennsylvania a Filadelfia. Anche se il lavoro è preliminare, aggiunge, le somiglianze con i tracciati EEG dei bambini pre-termine suggeriscono che gli organoidi potrebbero essere utili per lo studio dei disturbi dello sviluppo cerebrale, come epilessia o autismo.
Song ritiene anche che lo studio del modo in cui hanno origine i tracciati EEG in un organoide potrebbe aiutare i ricercatori a capire come emergono i ritmi EEG in un cervello umano in via di sviluppo.
Ma non tutti sono d’accordo. Solo perché le onde cerebrali degli organoidi somigliano a quelle dei bambini prematuri non significa che stiano facendo la stessa cosa, dice Sampsa Vanhatalo, il neurofisiologo dell’Università di Helsinki che ha sviluppato la banca dati degli EEG dei bambini usata da Muotri per il confronto con le misurazioni ottenute dagli organoidi.
E dimostrare che le cose stanno così sarà difficile perché i ricercatori sanno assai poco su come sono “cablati” i cervelli dei bambini, dice Arnold Kriegstein, neurologo all’Università della California a San Francisco. Gli organoidi, aggiunge, potrebbero non avere componenti chiave che determinano i tracciati EEG nel cervello reale.
Il progetto però solleva questioni etiche sulla possibilità che gli organoidi possano sviluppare coscienza, dice il neuroscienziato Christof Koch, presidente e direttore scientifico dell’Allen Institute for Brain Science a Seattle, nello Stato di Washington. “Più si avvicinano al neonato pre-termine, più si devono preoccupare”.
Ma Koch riconosce che potrebbe essere difficile sapere quando un organoide è cosciente, poiché i ricercatori non sono nemmeno d’accordo su come si possa misurare la coscienza negli adulti, o sul momento in cui appare nei neonati.
Muotri dice che se ci fossero prove che gli organoidi sono diventati autocoscienti, prenderebbe in considerazione l’interruzione del progetto; ma in questo momento sono molto primitivi. ” In questa fase siamo in una zona molto grigia, e non credo che nessuno abbia una visione chiara del potenziale di queste ricerche.”
Fonte: https://www.nature.com/articles/d41586-018-07402-0