A Erice una nuova scuola di neuroscienze intitolata a Camillo Golgi

E. D'Angelo, C. Gandini Wheeler-Kingshott   23-03-2015    Leggi in PDF

A Erice una nuova scuola di neuroscienze intitolata a Camillo Golgi

Simulazioni dell'attività della cellula del Purkinje del cervelletto condotte mediante un sofisticato modello computazionale basato sulle proprietà biofisiche delle strutture molecolari e cellulari di questo neurone (Masoli et al., Frontiers in Cellular Neuroscience, 2015).

Il cervello, con 1012 neuroni interagenti tramite 1015 sinapsi, è quasi certamente la più complessa struttura dell'Universo. Le neuroscienze stanno sistematicamente affrontando lo studio delle funzioni cerebrali a multipli livelli di complessità, dalle singole cellule, ai microcircuiti, all'intero cervello. Comprendere il cervello è un "grand challenge" dell'umanità e comporta estese implicazioni sociali, biomediche e tecnologiche.

La rilevanza di tale studio è stata riconosciuta recentemente tramite il lancio di Human Brain Project in Europa e di Brain Activity Map Project negli USA, e dal conferimento del Premio Nobel 2014 a neuroscienziati. In questo contesto, la Fondazione Ettore Majorana e Centro di Cultura Scientifica (FEMCCS) ha recentemente attivato la "International School of Brain Cells and Circuits", una nuova Scuola post-universitaria che sarà diretta da Egidio D'Angelo (Università di Pavia e IRCCS C. Mondino, Pavia) e Claudia Gandini Wheeler-Kingshott (University College London).

La Scuola è stata intitolata a Camillo Golgi, lo scienziato italiano che per primo scoprì la struttura cellulare del sistema nervoso e per questo ricevette il Premio Nobel nel 1906. La sua scoperta rappresenta il punto di partenza per lo studio sistematico delle complesse relazioni esistenti tra elementi cellulari (neuroni) e i microcircuiti che essi stessi contribuiscono a formare. In particolare, Golgi fu il primo a intuire che la funzione dei neuroni assume significato solamente se inserita entro quella del microrcircuito, ponendo di fatto le basi per i moderni studi sperimentali e modellistici più avanzati.

La nuova Scuola di Erice potrà complementare ed espandere quelle esistenti nei settori della neurofisiologia, delle reti neurali artificiali e della risonanza magnetica nucleare. La Scuola è concepita per rimanere al passo con i tempi e potersi adattare alle continue esigenze della scienza rinnovando le tematiche specifiche nei successivi corsi via via organizzati. La Scuola proporrà quindi tematiche quali il problema di generare un framework di ricerca per la comprensione delle funzioni del cervello, avrà carattere multidisciplinare, affronterà lo studio del cervello come sistema multi-scala, divulgherà l'importanza di implementare modelli fisici delle funzioni neurali e soprattutto creerà spazio per la discussione in ambito scientifico ed educativo. In tal modo la Scuola contribuirà a formare una prospettiva critica nella nuova generazione di neuroscienziati.

Per spiegare le funzioni cerebrali, è infatti fondamentale integrare conoscenze molecolari e cellulari all'interno di quelle sui microcircuiti e sulle reti di larga scala. In linea con tale prospettiva, la Scuola inaugurerà il suo programma con il corso "Modeling the Brain: from Neurons to Integrated Systems". Il corso, organizzato da Egidio D'Angelo e Claudia Gandini insieme a Michele Migliore (CNR, Palermo), sarà dedicato ai modelli e alle teorie del cervello e si terrà a Erice dal 29 novembre al 2 dicembre 2015.

Verranno trattati i modelli bottom-up, che derivano dalla biofisica molecolare e cellulare, e i modelli top-down, che derivano dalla neuropsicologia e da misure non invasive (per lo più mediante l'impiego di Magnetic Resonance Imaging, MRI) della funzione cerebrale. La dualità di tale approccio è stata largamente discussa (si veda per esempio l'articolo di H. Markram in Functional Neurology 2013) e assume rilevanza nel tentativo di integrare la micro-scala, la meso-scala e la macro-scala dell'organizzazione cerebrale. Le teorie del cervello sono necessarie per interpretare il continuo flusso di nuove misure sperimentali e le simulazioni derivanti dai modelli computazionali dei microcircuiti. Si prevede che modelli e teorie giocheranno un ruolo fondamentale nell’indirizzare la sperimentazione futura. Questo approccio richiederà la fusione delle conoscenze derivanti da differenti discipline che si estendono dalle scienze fisiche e matematiche a quelle biologiche, psicologiche e mediche.

Il corso della Scuola Camillo Golgi sarà aperto a circa 50 giovani ricercatori e comprenderà sia lezioni tenute da neuroscienziati che operano sulla frontiera della ricerca, sia dimostrazioni interattive. Il programma verrà reso disponibile a breve.

comments powered by Disqus