La tecnica – battezzata col nome di “ultramicroscopia” – ha permesso anche di visualizzare dettagliatamente l’anatomia tridimensionale dell’embrione di un topo. I ricercatori ritengono che grazie a questa metodologia si potranno ottenere nuove informazioni sullo sviluppo di alcuni organi, come per esempio il cervello.

Fino a oggi non era mai stato possibile osservare in un cervello intatto la complessa rete di connessioni fra i neuroni – le tecniche come la tomografia assiale computerizzata (TAC) e la risonanza magnetica (MRI) non hanno la risoluzione sufficiente per rilevare i dettagli a livello cellulare. È invece possibile tagliare l’organo in sottili fette per osservarlo al microscopio, ma creare un’immagine tridimensionale dalla combinazione di tutte queste “fettine” è un lavoro estremamente complesso e affetto da problemi di distorsione.

Hans-Ulrich Dodt, oggi all’Università della Tecnologia di Vienna in Austria, insieme ad alcuni colleghi, ha combinato due vecchie tecniche creando un nuovo strumento per osservare un cervello intatto a livello microscopico (“Nature Methods”, DOI: 10.1038/nmeth1036).

Il gruppo di ricerca, utilizzando roditori geneticamente modificati, che producono molecole fluorescenti nelle cellule nervose, ha estratto i cervelli dei topi e li ha poi immersi nell’alcol per eliminare l’acqua dai tessuti. I cervelli disidratati sono stati quindi messi in una miscela di olio contenente alcuni solventi, fra i quali benzoato di benzile e alcol benzilico.

La cosa importante è che la soluzione ha lo stesso indice di rifrazione delle proteine – questo significa che la luce che attraversa il mezzo continua poi il suo viaggio nei tessuti nervosi mantenendo la stessa direzione senza mutare angolo. Di solito quando un raggio di luce entra in un tessuto, viene diffuso dai differenti indici rifrattivi, proprio come la luce che passa attraverso l’acqua si piega e distorce l’immagine degli oggetti immersi.

Il mezzo oleoso rende l’organo trasparente, proprio come una goccia d’olio su un foglio di carta fa sì che la luce vi passi facilmente attraverso, spiega Dodt.

Il passo successivo è stato quello di osservare alcune sezioni trasversali del cervello illuminandolo con sottili raggi di luce. Il raggio – largo circa sei micrometri – eccita le molecole fluorescenti nei neuroni e li rende visibili. Un computer ha poi ricostruito l’immagine tridimensionale dei nervi che si connettono l’un l’altro integrando tutte le immagini dal passaggio del raggio attraverso tutto il cervello.

Dodt sostiene che questa tecnica rappresenta un notevole avanzamento rispetto ai metodi di visualizzazione usati fino a oggi. L’approccio attualmente più diffuso è quello di suddividere il cervello in fettine per poi colorare i neuroni contenuti in ciascuna. Il problema più grave di questa tecnica è che lo stesso atto di tagliare l’organo provoca delle distorsioni nella posizione dei nervi, spiega lo scienziato.

Dal confronto delle immagini di cervelli provenienti da embrioni e da topi adulti, i ricercatori sperano di ottenere una migliore comprensione di come le connessioni neuronali del cervello dei mammiferi cambiano durante lo sviluppo.

In questo modo non solo sarebbe possibile aumentare la comprensione di come muta il cervello nel corso del tempo ma anche comprendere cosa succede delle connessioni nervose quando quest’organo è colpito da malattie degenerative.

Roxanne Khamsi