Il cervello umano è il punto di partenza per tutti i disturbi mentali di cui siamo a conoscenza. Dai casi più comuni di depressione e ansia, al disturbo da deficit di attenzione (ADHD) o disturbo bipolare. Ma per le neuroscienze è molto difficile studiare cosa succede dentro le nostre teste.
Proprio per questo un gruppo di ingegneri chimici ha scelto di creare dei “mini-cervelli” perfettamente funzionanti per analizzare alcuni disturbi mentali. In modo tale che non sia necessario aprire la testa di qualcuno in un laboratorio. E quando si parla di “completamente funzionali” si intende organoidi dotati di tutti gli strumenti di cui hanno bisogno, anche un piccolo elmetto per coprirli. Un orgoglio per l’ingegneria genetica.
Ma cosa sono esattamente i mini cervelli?
I micro cervelli sono una versione semplificata di una parte della nostra mente. Tuttavia, il loro nome è abbastanza fuorviante, in quanto non sono veri e propri “cervelli”. Per essere precisi, questi organoidi sono sfere di cellule umane che imitano parte della struttura e della funzionalità del nostro cervello.
Invece di estrarre un campione neuronale, gli scienziati prelevano un piccolo pezzo di pelle dal braccio per ottenere le cellule staminali e le cellule gliali che compongono il nostro sistema nervoso. Ciò consente loro in seguito di riprodurre le onde cerebrali e persino di modellare diversi tipi di patologie, come il cancro, il morbo di Parkinson o l’Alzheimer.
Sebbene questi “mini cervelli” siano qualcosa di nuovo, l’idea di creare copie di un organo da studiare in vitro non lo è. Gli organoidi sono stati sviluppati per la prima volta più di un decennio fa, utilizzando cellule staminali pluripotenti. I ricercatori hanno prodotto reni, polmoni e fegati su piccola scala per studiarne lo sviluppo. Hanno anche modellato alcuni piccoli cervelli, ma questi non erano molto promettenti in quanto nessuno strumento disponibile poteva leggere le loro onde neurali.
Ecco perché, in questa occasione, il team ha creato mini-cervelli con calotte sferiche che potrebbero misurare gli effetti di diversi disturbi mentali.
Un mini cervello con casco per disturbi mentali
Ispirandosi ai cappucci degli elettrodi utilizzati per rilevare i tumori cerebrali, il team ha creato minuscoli caschi EEG. Questo da opuscoli in polimero autopieganti. Queste microcapsule circondano completamente l’organoide in modo che possano registrare e ascoltare la comunicazione elettrica spontanea che avviene nei loro “neuroni”. E possono persino creare modelli 3D per visualizzare le regioni che vengono attivate durante i test antidroga. “Se registri da un aereo, ottieni registrazioni solo dal fondo di una sfera. Tuttavia, l’organoide non è una sfera omogenea. Abbiamo bisogno di una mappatura spazio-temporale di tutto per vedere come comunica“, spiega Thomas Hartung, direttore della Johns Hopkins School of Public Health.
Quindi questi mini-cervelli forniscono informazioni dettagliate su qualsiasi problema nel cervello, sia esso causato da una malattia o da un disturbo mentale. I suoi progettisti sperano che il dispositivo porti a una migliore comprensione della patologia e di come le sostanze chimiche potenzialmente pericolose influenzino il cervello. Ma finora, nessun esperimento è stato fatto con questi nuovi mini-cervelli con elmetto. Tutto ciò che sappiamo è che ingegneri e scienziati ripongono tutte le loro speranze su questi piccoli organi da laboratorio.
