Testata Giornalistica registrata al Tribunale di Modena aut. 20/2017
05 Giugno 2023

Studi sul cervello, a Modena creato modello 3D della rete neurale dell’ippocampo umano

Un team di ricerca della infrastruttura di ricerca ‘Ebrains-Italy’, composto dall’Istituto di biofisica del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnt-Ibf), dall’Università di Modena e Reggio Emilia, in collaborazione con l’Institut de neurosciences des systèmes di Marsiglia, ha realizzato il primo modello virtuale in 3D della struttura e della connettività neuronale dell’area CA1 dell’ippocampo umano. Lo studio, pubblicato sulla rivista ‘Nature Computational Science’, descrive la tecnologia utilizzata per la ricerca e rappresenta un primo risultato del lavoro di gruppi appartenenti a ‘Ebrains-Italy’ finanziata dal Mur, tramite la Commissione Europea (Next-Generation EU), nell’ambito del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) e diretta dal Cnr.

Secondo lo studio, la stessa metodologia potrebbe essere applicata per generare modelli full-scale di altre aree del cervello umano, predisposte ad essere utilizzate per applicazioni di simulazione virtuale (c.d. digital twin o gemello digitale).

 

 

Da immagini ad altissima risoluzione di un cervello umano si è estratto un dataset di oltre 5 milioni di neuroni, individuando successivamente con un algoritmo, realizzato appositamente, gli oltre 40 miliardi di sinapsi che connettono la rete neurale.

Il modello virtuale full-scale in 3D dell’area CA1 dell’ippocampo, attraverso la piattaforma ‘EBRAINS-Italy’, sarà aperto alla comunità scientifica per favorire la ricerca e lo studio sulle diverse funzioni cognitive, come l’apprendimento, la memoria e l’elaborazione spaziale, ma anche le disfunzioni, quali l’epilessia, le malattie neurodegenerative, come l’Alzheimer, e l’invecchiamento; il risultato trova inoltre applicazione nella ricerca farmacologica riducendo sensibilmente i relativi tempi e costi.

“La quantità di dati sui singoli neuroni del cervello umano è molto limitata, sia in termini di coordinate 3D relative, sia in termini di connettività tra i neuroni”, spiega Michele Migliore del Cnr-Ibf di Palermo, coordinatore scientifico della infrastruttura di ricerca EBRAINS-Italy. “Abbiamo eseguito un’operazione di data mining su immagini ad alta risoluzione dell’ippocampo umano, ottenute dal database BigBrain. La posizione dei singoli neuroni è stata ricavata da un’analisi dettagliata di queste immagini”.

 

 

I ricercatori hanno sviluppato un algoritmo di elaborazione delle immagini personalizzato per ottenere una distribuzione realistica del posizionamento neuronale e un algoritmo per generare connettività neuronale approssimando le forme dendritiche e assonali.

“Il nostro algoritmo analizza immagini ad alta risoluzione e, dopo la creazione di specifiche forme geometriche da associare a proprietà morfologiche, ci permette di calcolare la probabilità che due neuroni siano connessi” spiega Daniela Gandolfi di UNIMORE.

Il metodo fornisce non solo il loro posizionamento 3D, ma anche la loro connettività.

“Analizzando la distribuzione della densità dei neuroni nel nostro modello 3D, abbiamo verificato consistenza con i dati di letteratura sull’ippocampo umano”, conclude Gandolfi. I ricercatori stanno condividendo sia il set di dati che la metodologia di estrazione sulla piattaforma Ebrains. “Il nostro obiettivo principale con questo studio era rendere i dati prontamente disponibili con Human Brain Project (HBP) –  il grande progetto europeo per la costruzione di una simulazione digitale completa del cervello – e la più ampia comunità delle neuroscienze. Ora stiamo usando lo stesso approccio per modellare altre regioni del cervello”.

sulPanaro.net - Testata Giornalistica registrata al Tribunale di Modena aut. 20/2017
Seguici su Facebook:
SulPanaro Expo

Rubriche

Al giardino ancora non l’ho detto | Rubrica Botanica |Barba di becco
Da sapere - E’ un’erba spontanea e commestibile conosciuta anche come baciapreti, scorzobianca o ancora barbabuc
Mirandola, la farmacista lascia il posto fisso e diventa imprenditrice nel mondo del vino
La storia - A dare l'input per la svolta della sua vita, è stata la nascita del figlio
Appunti di Gusto - La Chiffon Cake
Rubrica - Quando Harry approdò in un nuovo ristorante di Los Angeles e fece conoscere ai clienti la sua cake, si dice che arrivò a lavorare per 18 ore consecutive per soddisfare una richiesta di circa 40 torte al giorno! Per vent’anni non rivelò la ricetta e questo mistero rese la morbidezza della chiffon ancora più affascinante!
Il caffè della domenica con Francesca Monari
L'iniziativa - Il tempo di un caffè per leggere le notizie del momento, sul mondo del lavoro ma non solo!
Denti e postura: una corretta masticazione può evitare problemi alla colonna vertebrale
Rubrica - Non tutti sanno che una corretta masticazione è fondamentale per avere una buona postura
Denti usurati: cosa sono e come prevenirli?
Rubrica - Esploriamo un problema comune ma spesso sottovalutato: i denti consumati e la perdita della dimensione verticale
"E adesso un libro: rubrica di libri" Sei titoli che dicono leggimi!
Rubrica - La rubrica letteraria a cura dell’autrice mirandolese Francesca Monari
Al giardino ancora non l’ho detto | Rubrica Botanica - La Clematis
Rubrica - La passione per piante e fiori? Fa bene alla salute! Rubrica botanica a cura di Francesca Monari
Il potere curativo dello zenzero
In cucina - L'efficacia dello zenzero come rimedio naturale per vari disturbi è stata dimostrata da numerosi studi scientifici. Può aiutare a ridurre il dolore e l'infiammazione, migliorare la digestione e la circolazione sanguigna, e aumentare le difese immunitarie.
APPUNTI DI GUSTO | Tutto quello che c’è da sapere dell’erbazzone
Da sapere - Francesca Monari ci accompagna a conoscere le cose buone del territorio

Sul Panaro on air

    • WatchDiagnosi avanzate delle malattie del fegato
    • WatchDue borse di studio per gli studenti di Its biomedicale di Mirandola, oggi la consegna del premio
    • WatchRiparazione strade, a Finale Emilia stanziati 150 mila euro
  • La buona notizia

    Per i più piccoli
    Alle medie di Nonantola conlcuso il progetto "APPrendere divertendosi con Scratch – Corso base di informatica”
    L’iniziativa si inserisce in una rosa di collaborazioni che il Gruppo GRAF ha attivato con scuole medie, superiori e università, che hanno visto di recente nel “1°GRAF Ideas Contest” il loro apice per quanto riguarda la promozione delle materie STEM negli istituti tecnici superiori.
    L'iniziativa
    Gli studenti dell’Istituto Galilei di Mirandola realizzano scacchi artigianali
    Si sono occupati di tutto: dalla progettazione alla produzione, fino all’organizzazione di un torneo. Per chi volesse sostenere il progetto, è anche possibile acquistare gli scacchi artigianali
    Vestiti
    Le biciclette dimenticate tornano a disposizione dei cittadini di Novi, Soliera, e Carpi
    In Unione Terre d'Argine firmata una convenzione per il recupero dei mezzi in deposito

    Curiosità

    Il Significato dei Tre Colori del Semaforo
    Sicurezza
    Il Significato dei Tre Colori del Semaforo
    Il significato dei tre colori del semaforo è essenziale per la sicurezza stradale. Il rosso indica l'obbligo di fermarsi, il giallo avvisa della prossima partenza del verde e il verde autorizza il passaggio.
    Pulizia perfetta dell'insalata: consigli professionali.
    Da sapere
    Pulizia perfetta dell'insalata: consigli professionali.
    La pulizia perfetta dell'insalata è essenziale per garantire la sicurezza alimentare. Ecco alcuni consigli professionali per preparare l'insalata in modo sicuro e igienico.
    Spiando i neuroni mentre chiacchierano: la magia dell'elettroencefalografia
    Per i più piccoli
    Spiando i neuroni mentre chiacchierano: la magia dell'elettroencefalografia
    Il Dipartimento di Scienze Biomediche Metaboliche e Neuroscienze di Unimore è pronto ad accogliere studenti di tre scuole elementari di Modena per far scoprire loro come funziona il cervello umano ed in particolare come lavorano i neuroni.
    A Carpi contro le zanzare a scuola si arruola per la prevenzione chi ci abita vicino
    L'iniziativa
    A Carpi contro le zanzare a scuola si arruola per la prevenzione chi ci abita vicino
    Addetti della ditta incaricata dal Comune si recheranno presso le abitazioni e le attività produttive e commerciali situate nelle zone limitrofe a nidi e materne, dando informazioni e suggerimenti utili per la lotta alla zanzara.
    Emilia-Romagna: in cucina è la regina del gusto globale
    In cucina
    Emilia-Romagna: in cucina è la regina del gusto globale
    Non c'è niente di meglio che gustare un tagliere di salumi accompagnato da un bicchiere di Lambrusco, o un piatto di tortellini in brodo, per capire quanto questa regione sia il paradiso degli amanti del cibo.
    La Venere di Botticelli per le vacanze in Romagna: "Open to meraviglia" per superare l'alluvione e far tornare i turisti
    L'iniziativa
    La Venere di Botticelli per le vacanze in Romagna: "Open to meraviglia" per superare l'alluvione e far tornare i turisti
    La Venere di Botticelli, con le mani a forma di cuore, inviterà i turisti a venire in regione e sullo sfondo presenterà, nelle diverse versioni, la Biblioteca Malatestiana di Cesena, i mosaici bizantini di Ravenna, Piazza Saffi di Forlì, i Portici Unesco di Bologna e una spiaggia della Riviera.
    Festeggiamo! Il Weekend è Qui!
    Vestiti
    Festeggiamo! Il Weekend è Qui!
    È tempo di rilassarsi, divertirsi e godersi ogni momento. Che tu stia pianificando una gita fuori porta o una serata con gli amici, il weekend è il momento perfetto per fare ciò che ti rende felice.
    Alla guida under 35 spericolati: uso di smartphone, droghe e alcool tra i comportamenti più a rischio
    Da sapere
    Alla guida under 35 spericolati: uso di smartphone, droghe e alcool tra i comportamenti più a rischio
    La Fondazione VINCI Autoroutes pubblica i risultati del 13° Barometro europeo della guida responsabile 
    Centinaia di farfalle saranno liberate nel parco della Cappuccina
    Per i più piccoli
    Centinaia di farfalle saranno liberate nel parco della Cappuccina
    Appuntamento sabato prossimo a Carpi
    Alluvione, per riattivare Internet arrivano i satelliti di Elon Musk
    Cronaca
    Alluvione, per riattivare Internet arrivano i satelliti di Elon Musk
    Sono in partenza da oggi oltre cento gruppi satellitari che saranno installati nei prossimi giorni nel territorio che si trova in situazione più critica: provincia di Ravenna e collina da Ravenna a Rimini.

    chiudi