Organoidi … il cervello prodotto in vitro

Le prime realizzazioni di organoidi sono state effettuate tra gli anni ’80 e ’90. Si tratta di aggregati tridimensionali di cellule derivate da cellule staminali umane fatte crescere in vitro. Offrono possibilità uniche per modellare e studiare il normale sviluppo fisiologico così come poter simulare quello che accade in determinate malattie. Le sue applicazioni nella ricerca medica sono, ovviamente, molto vaste e spaziano dalla scoperta di nuovi farmaci a test tossicologici.

Gli organoidi cerebrali sono quelli che, però, nell’ultimo periodo hanno avuto una massima diffusione soprattutto a livello scientifico e mediatico. Questo interesse nasce dall’aver scoperto che questi agglomerati artificiali di cellule nervose, una svolta sviluppatosi in vitro, sono capaci di comunicare con un’attività elettrica spontanea, esattamente come accade nel cervello dei bambini prematuri.

Il potere di dare vita ad una nuova popolazione di neuroni capaci di creare, autonomamente, pensieri o sensazioni primordiali, così come il poter studiare modelli artificiali di patologie neurologiche (Alzheimer, Parkinson, Tumori Cerebrali) o psichiatriche (Schizofrenia, Autismo) ha aperto ad un nuovo filone della bio-etica che deve innanzitutto comprendere quali sono i limiti entro cui potersi spingere con questa nuova tecnologia offerta oggi dalle moderne neuroscienze.

In realtà, secondo i più esperti è molto difficile poter arrivare solo a mimare il funzionamento di una singola porzione di cervello umano con gli organoidi, visto che il funzionamento di una singola area dipende dalla connettività intra-/inter-emisferica con le altre strutture cerebrali. Quindi il pensiero o la coscienza sono fenomeni cellulari che avvengono su scale di complessità enormemente più ampie rispetto alle complessità che possono raggiungere gli organoidi. Sarebbe come paragonare la via Lattea all’intero Universo.

Comunque sono stati sollevati numerosi interrogativi etici che nascono da questa nuova metodica. Prima di tutto, quali sono i diritti dei donatori di cellule verso i “loro” organoidi. In quale bio-banche vengono conservati e quali sono le regole di gestione? Poi c’è il discorso sulla durata di vita. In Gran Bretagna, ai ricercatori è vietato lavorare su embrioni donati di età superiore ai 14 giorni. Ma c’è chi in USA, come Paola Arlotta, capo del Dipartimento di Biologia delle cellule staminali e rigenerativa dell’Università di Harvard, è arrivata a fare crescere organoidi cerebrali fino all’8° mese di vita, portando ad un nuovo limite temporale la complessità cellulare dell’architettura e delle potenziali dei mini-cervelli artificiali.

I più grandi esperti mondiali credono che al momento non ci sia la necessità di veri e propri interventi legislativi su questo settore, ma le cose potrebbero cambiare in fretta se qualcuno un giorno dimostrerà che gli organoidi riescono a rispondere agli stimoli esterni, in particolare agli stimoli dolorifici. Quello potrebbe essere l’inizio di una nuova era per le neuroscienze.

Nell’attesa, lo studio degli organoidi cerebrali continua a rappresentare un incredibile patrimonio dove far germogliare nuovi esperimenti, metodi e teorie.

Festival d’Autunno – Catanzaro

Seguendo l’eco delle note dei grandi cantautori che hanno caratterizzato questa edizione del Festival d’Autunno l’ultima serata sarà dedicata a capire perché e come le parole riescono a cambiare la nostra vita. Sopriremo dove si nasconde la forza delle parole dentro la nostra mente. Lo faremo conoscendo la vita di alcune persone la cui vita è cambiata drasticamente quando “la parola si è fatta carne”.

Cellulare assassino – Almanacco CNR

Il nono posto tra le principali cause di morte nel mondo è occupato dagli incidenti stradali: soltanto in Italia, nel 2018, si contano 3.325 vittime. Sebbene i dati abbiano subìto un lieve calo rispetto a quanto registrato l’anno precedente (1,6%), le cifre sono comunque inquietanti. Tra le ragioni principali dei sinistri vi è la distrazione, che, secondo quanto dichiarato dagli esperti dell’Automobile club d’Italia e riportato dal quotidiano Repubblica, sarebbe la causa di circa il 75% della totalità degli incidenti stradali.

Nonostante la presenza di ricorrenti campagne, come ad esempio #seisicuro, promossa dalla Polizia di Stato e da Autostrade per l’Italia, che, tramite spot pubblicitari ironici e divertenti, informano gli automobilisti dei rischi al fine di persuaderli sull’utilizzo del telefonino, quasi sempre a distrarre è proprio l’uso del cellulare mentre si guida: si fanno telefonate, ma anche tutte le altre azioni rese possibili dall’avanzata tecnologia degli smartphone – dai selfie alla scrittura di post per i social network -, attività che portano chi è al volante a fissare per diversi secondi lo schermo del cellulare, distogliendo l’attenzione dalla guida. E questa pericolosa abitudine non è prerogativa dei giovani se, come si legge ancora su Repubblica, “dai 18 ai 64 anni, la percentuale di chi ammette di aver guidato con il cellulare in mano è del 51%”.

Ma qual è il motivo per cui così tante persone rischiano la vita, propria e altrui, per usare il telefonino? “La guida richiede grande attenzione cognitiva, quindi, basta poco per distrarsi. La presenza di uno strumento in macchina che continuamente si illumina, manda segnali acustici o visivi ci distrae anche solo a livello inconscio“, spiega Antonio Cerasa, neuroscienziato dell’Istituto di bioimmagini e fisiologia molecolare (IBFM) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR). Oggi è insomma difficile non guardare e non usare il telefonino per troppo tempo, anche quando si è al volante. “La comunicazione nella nostra società liquida è istantanea, dunque dobbiamo costantemente essere connessi perché quello che ho scritto su un messaggio otto ore fa è già preistoria”, commenta Cerasa. “Tutto questo rende la diatriba sull’uso del cellulare in macchina difficile da risolvere”

Oggi la tecnologia sta indubbiamente venendo incontro alle esigenze della pubblica sicurezza, rendendo le macchine sempre più wireless, sempre più bluetooth, sempre più connesse, ma questo non basta a garantire la sicurezza. “Una possibile spiegazione del perché non resistiamo alla tentazione di guardare il cellulare, sta nel meccanismo del “touch”. L’incredibile mole di opportunità che ci offre il mondo degli smartphone esplode nelle nostre mani grazie a un semplice tocco del dito sullo schermo”, continua il ricercatore. “L’interazione con il telefonino è estremamente particolare perché fin da bambini abbiamo appreso che per entrare nel mondo di internet possiamo farlo con un semplice tocco. Il tocco può farci scoprire chi parla di me, chi mi sta pensando, chi sta guardando quello che ho fatto, i commenti degli altri e molto altro ancora. Toccare lo schermo significa essere continuamente tra la gente, essere premiato per ciò che si fa, essere ricercato, essere desiderato. Ognuno di noi ha quindi appreso che basta “toccare” per interagire con gli altri attraverso il web e questo condizionamento pavloviano (“tocca e ti dirò chi sei!”) non è facile da interrompere”.

Il gesto del “tocco” per entrare in comunicazione con il mondo, se ripetuto tante volte durante il giorno, si trasforma da azione volontaria ad un semplice comportamento automatico. L’effetto dell’apprendimento e della ripetizione produrrà quel famoso fenomeno di plasticità neurale chiamato “memoria procedurale”, in cui un set di azioni motorie e cognitive vengono “zippate” e trasferite in un’altra area per poter essere eseguite in maniera più facile ed immediata e soprattutto in maniera inconscia. Attraverso questo meccanismo l’essere umano riesce ad apprendere migliaia di nuove abilità ogni giorno, ma se questo comportamento viene ripetuto in maniera frenetica, centinaia di volte al giorno per mesi interi si può passare da un semplice comportamento appreso a movimenti stereotipati, cioè fini a sé stesso senza un reale significato adattivo. La regione del cervello che gestisce la fase di apprendimento procedurale di una nuova azione, cosi come la sua innaturale trasformazione in comportamento stereotipato, è il cervelletto. Questa regione cerebrale, se stimolata in maniera adattiva dall’ambiente, produce nuove forme di abilità che possono arrivare a manifestarsi nella grandiosità delle abilità di un grande sportivo, musicista o di un head chef. Se, invece, invece viene stimolata in maniera ripetitiva e frenetica, il cervelletto produrrà risposte compulsive difficili da interrompere se non a spese di un grosso sforzo cognitivo. Il viaggio in macchina può rappresentare un buon test per capire se la nostra interazione con il cellulare si è spostata più sul versante patologico. La classica sintomatologia è: l’insofferenza che sale con il passare del tempo senza poter controllare il display, l’incapacità di resistere soprattutto durante i periodi di attesa nel traffico, la distraibilità cognitiva che si manifesta ad ogni segnale di notifica.  Se contassimo le volte che sentiamo questi eventi emotivi durante il nostro naturale tragitto in macchina ci renderemmo conto che sono ciclici e ritmici. Esattamente come le volte in cui controlliamo il cellulare quando siamo tranquilli a casa. La sincronizzazione e la ritmicità sono proprio le due principali funzionalità del cervelletto necessarie per coordinare i movimenti del corpo. Il viaggio in macchina per il nostro cervelletto è un fastidioso intruso che impedisce la normale ripetizione ciclica dei comportamenti stereotipati. Soluzioni? Distraiamo il cervelletto con altri movimenti ciclici e ritmici: cantiamo mentre guidiamo!

L’avanzamento tecnologico deve però renderci ottimisti, come suggerisce Cerasa: “Se possiamo cambiare le marce semplicemente premendo un pulsante sul volante, senza bisogno di staccare gli occhi dalla strada, possiamo fare la stessa cosa per scrollare i messaggi che arrivano al cellulare. Ma abbiamo bisogno di una nuova generazione di auto con Intelligenza Artificiale, capaci di fare per noi quello che faremmo se avessimo il cellulare in mano. È solo questione di tempo, il futuro ha già previsto questo tipo di nuova evoluzione della comunicazione, ma nell’attesa possiamo cominciare ad allenarci a “toccare” un po’ meno lo schermo del nostro cellulare”.

L’imputabilità del minorenne – Diritto Penale e Uomo

Lo scorso 7 febbraio, è stata presentata alla Camera dei Deputati una proposta di legge (A.C. 1580 – Cantalamessa ed altri) volta a modificare l’attuale formulazione dell’art. 97 c.p. nel senso di ridurre il limite di età per l’imputabilità del soggetto minorerenne da quattordici a dodici anni. Affrontare una questione di straordinaria delicatezza quale è quella oggetto della presente proposta di legge richiede, a nostro avviso, l’adozione di un approccio integrato, suscettibile di mettere in relazione le opportune valutazioni di tipo penalistico e criminologico con le indicazioni provenienti da diversi campi del sapere extragiuridici. Pertanto, abbiamo chiesto un gruppo di esperti in svariate materie (dal diritto, alla criminologia, alla filosofia, alla semiotica, alla psicologia, alla psicoanalisi, alle neuroscienze e alle scienze computazionali) di condividere, ciascuno con riferimento al proprio settore di competenza, le proprie riflessioni in materia di imputabilità degli adolescenti e dei preadolescenti a partire dalla citata posposta di legge. Abbiamo sottoposto a tutti gli intervistati i medesimi quesiti, ossia:
i) dal Suo punto vista professionale, ritiene che sia sensato abbassare la soglia di imputabilità penale del minorenne autore di reato da 14 anni (soglia attuale) a 12 anni? Perché?
ii) nel caso in cui la proposta dovesse tradursi in legge, quali sono, dal punto di vista scientifico, i possibili rischi o, viceversa, i vantaggi (a seconda della risposta data in precedenza) della sua entrata in vigore?
iii) Eventuali suggerimenti in proposito? 
Il presente documento contiene una sintesi ragionata delle risposte ricevute e delle considerazioni formulate dai nostri intervistati.

Esiste una differenza tra uomo e donna nelle abilità di orientamento? – VanityFair-

Aldilà del luogo comune, abbiamo cercato di capire con tre neuroscienziati se e perché le donne confondono la destra con la sinistra

“Le neuroscienze, non possono rispondere alla domanda “se gli uomini sono più o meno bravi delle donne a seguire delle indicazioni stradali”. Ma possono comunque fornire utili informazioni che indirettamente ci aiutano a rispondere alla precedente domanda.

Esistono numerose ricerche che dimostrano come la rappresentazione dello spazio esterno sia diversa nei due sessi e che gli uomini siano più performanti nei compiti di orientamento.  Il tutto nasce dal fatto che i due sessi usano due diversi concetti di spazio: uno definito “egocentrico” (che è centrato sulle sensazioni e la rappresentazione del mio corpo) e l’altro “allocentrico” (che è più centrato sull’attenzione verso il mondo esterno). In particolare, quando un individuo è impegnato ad orientarsi nello spazio può localizzare le caratteristiche ambientali: (a) riferendosi alla propria posizione, vale a dire un quadro di riferimento egocentrico o (b) riferendosi alle proprietà spaziali e configurazionali delle caratteristiche ambientali, vale a dire un quadro di riferimento allocentrico.E’ stato dimostrato che gli uomini quando esplorano utilizzano strategie di tipo allocentrico che sono quelle maggiormente richieste per adattarsi a un ambiente ostile, come avvenuto per millenni durante l’evoluzione della specie umana. La tendenza della donna a prediligere, invece, una esplorazione concentrata sul proprio corpo può essere legata al diverso sistema fisiologico del suo corpo predisposto per la maternità.Questa apparente superiorità cognitiva decade, però, se durante un compito di orientamento vengono nascosti i riferimenti spaziali esterni. Venendo a mancare la principale strategia dell’esplorazione allocentrica, si annulla la superiorità del sesso maschile nel confronto con la donna.”

Referenze:

Per approfondimenti si rimanda a:

  1. Piccardi et al., 2011. doi: 10.1016/j.neulet.2011.08.031
  2. Verde et al., 2015. doi: 10.3357/AMHP.4024.2015.
  3. Palermo et al., 2016. doi: 10.1080/13803395.2016.1161735

Giallo Van Gogh – Festival della Scienza-

PRESENTAZIONE AL CONSIGLIO MINORE DEL PALAZZO DUCALE di GENOVA

Oltre 150 medici (pre-post mortem) si sono cimentati in una varietà di diagnosi di Van Gogh, che vanno dal disturbo bipolare, schizofrenia, sifilide, disforia, porfiria acuta intermittente, epilessia del lobo temporale amplificata dall’uso di assenzio in presenza di una lesione limbica precoce, alla malattia di Ménière.

Nella vita di van Gogh ci sono tutti gli elementi essenziali di un grande dramma romantico: le lettere struggenti che citano ogni fase della sua sofferenza, l’incapacità dei suoi contemporanei di riconoscere il suo genio, l’incapacità di vendere i suoi quadri, la sua disoccupazione e la totale dipendenza economica dal fratello, l’agonia della sua crescente follia e l’estasi della sua ultima esplosione dorata di creatività, e, infine, il suo suicidio. È ragionevole supporre che la risposta, o almeno una parte della risposta, risieda nei suoi quadri.

I pazienti con schizofrenia producono Arte che contiene attributi visivi (colore, la forma) di una natura straordinaria (Hacking and Foreman, 2001). La percezione visiva di oggetti semplici è però carente, cosi come nella rilevazione del contrasto, discriminazione del movimento e percezione della profondità.

La loro capacità di giudizio sulla bellezza di un’opera rimane intatta ed è simile a quella di soggetto sano

LA MALATTIA

La Xantopsia è una forma di cromatopsia, una distorsione nella visione dei colori, in cui gli oggetti appaiono più gialli di quanto siano realmente.

Si tratta di un ingiallimento del mezzo ottico, di solito la lente.

Ci sono una varietà di fattori che causano la Xantopsia. L’uso sistemico di farmaci come il digitalis può generare questo problema.

L’uso del Digitalis all’epoca era molto diffuso  per la cura dell’Epilessia e Samuel Hahnemann, il padre dell’omeopatia, elencava 73 indicazioni, tra cui “pensieri malinconici, ipocondria, malattia mentale, mal di testa, nausea”

LE OPERE
van Gogh’s paintings prior to 1889 already showed a preference for yellow. Therefore, his ‘yellow vision’ was evident in various paintings, such as his iconic ‘Sunflowers’ and many others, cannot be attributed to his alleged treatment with digitalis at Saint-Rémy.

Paul Gauguin who had worked with van Gogh prior to any major mental breakdowns or hospitalisations, commented on the effect of yellow in one of van Gogh’s sunflower paintings:

‘Oh yes, he loved yellow, this good Vincent, this painter from Holland’

L’uso del giallo è considerato derivare dal sole, e sembra essere correlato ad un’ambivalenza con il padre, come espresso nel culto del sole. Cosa rappresentasse il sole per Van Gogh è pura vita, gioia d’esistere. Una ricerca della felicità che un uomo martoriato, tormentato, insegue nel sole e nella religione, in maniera ossessiva, instancabile.

Digitalis o meno, Malattia o Meno, stiamo parlando di un uomo, un epilettico, depresso, affetto da manie e paranoia, che è riuscito a rompere la barriera grafica e cromatica della pittura.

E ‘stato uno dei pochi pittori che ha sciolto la valanga di cosiddetti pittori moderni, dove il colore non è necessariamente rappresentativo e dove la linea poteva essere libera.

Il mondo sta invecchiando, la tecnologia ci salverà – Repubblica.it-

L’Italia sta invecchiando. Secondo gli ultimi dati pubblicati dall’Istat, gli ultra 65enni sono 13,8 milioni (il 22,8% della popolazione italiana), e sono aumentati di oltre mezzo milione in meno di 4 anni.

Alla luce di questi numeri, urge ripensare il Sistema Sanitario e il Welfare in generale, puntando su prevenzione e assistenza in chiave smart. Proprio la tecnologia, infatti, può essere la chiave di volta per ottenere risultati su larga scala, in maniera mirata e senza sprechi di risorse economiche, sopratutto la tecnologia applicata al campo medico e del benessere in generale

Un nuovo sistema in uso in Europa – attualmente solo per scopi di ricerca – per la prevenzione delle malattie legate all’invecchiamento del sistema nervoso è l’Optical Topography (OT), topografia ottica, in grado di fornire informazioni sul consumo di ossigeno nei tessuti cerebrali.

Nell’ambito delle tecnologie di neuroimaging occorre investire in due direzioni: a) Miglioramento dell’Hardware; b) Algoritmi di post-processing dei dati. Ma una parte fondamentale la giocherà l’applicazione dell’intelligenza artificiale (IA) alla OT. Se nel neuroimaging l’arrivo dell’IA ha rivoluzionato il concetto di diagnosi per immagini, nella OT non ci sono ancora tracce di questo fondamentale settore della matematica che ha aiutato numerose branche della medicina a ridurre la complessità dei fenomeni naturali. Il nostro è uno dei pochi centri di ricerca in Italia che ha sviluppato numerosi algoritmi di IA per la diagnosi automatizzata dei dati provenienti dal neuroimaging e tra breve trasferiremo questa conoscenza anche all’ambito della OT. Solo in questo modo la OT potrà entrare finalmente nell’ambito clinico

Artificial Intelligence….walking with me

L’Intelligenza artificiale e le Neuroscienze difficilmente lavorano a stretto contatto, non perché questo non sia possibile, ma per un problema di comunicazione. Il talent Garden è lo spazio migliore per favorire una condivisione che porta alla contaminazione.

Nell’incontro parleremo di alcune scoperte neuroscientifiche e “camminando insieme” con ingegneri e informatici cercheremo di scoprire quali di queste idee e scoperte possono essere TRASLATE al dominio dell’intelligenza artificiale.

Intervista su Smart Drugs – D di Repubblica

D di Repubblica

Gli smart drugs più studiati sono tre sostanze farmacologiche:

1) il metilfenidato (ad es. Ritalin);

2) Adderal (a base di Anfetamine)

3) e il modafinil (Provigil): usato come trattamento per la narcolessia.

Il metilfenidato e i sali misti di anfetamine sono psicostimolanti e sono le forme più comuni di trattamento farmacologico per il disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD).Sono quelli che provocano poi più dipendenza.

Uno dei lavori più interessanti sull’argomento è quello del neurologi di Chieti diretti da Stefano Sensi (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23935959) che ha provato a vedere l’effetto placebo rispetto alla somministrazione di modafinil. In generale sono pochi gli studi in letteratura che dimostrano un chiaro miglioramento significativo delle performance a seguito della somministrazione di Smart Drugs.

Il loro effetto sull’intelligenza sarebbe lo stesso causato da caffeina o nicotina. Quindi per avere degli effetti è necessario che ci sia una cronicizzazione dei farmaci.

Gli effetti a lungo termine non si conoscono ma si hanno solo prove su modelli animali in cui il Ritalin sarebbe quello più tossico per il neurodevelopment. Se si dà il farmaco ai topi l’attività dei neuroni della corteccia prefrontale aumenta sensibilmente, ma può sparire velocemente se il farmaco viene tolto e una volta ripreso neanche triplicando la dose si riesce a riproporre la iperatttività di prima. Quindi sicuramente possono avere un effetto soprattutto nei cervelli giovani, ma questi porteranno a problemi di neurosviluppo.

Le smart drug lavorano ovviamente sul neurotrasmittetori dell’intelligenza (noradrenalina e dopamina) avendo un effetto sulle capacità di attenzione e sull’attività dei centri del piacere (reward system) .

Reference:

https://www.nature.com/articles/531S2a