Un atlante 3D delle connessioni del cervello. Si chiama BraDiPho (Brain Dissection Photogrammetry) ed è uno strumento innovativo che consente lo studio delle connessioni della materia bianca umana. Una mappa realistica messa a punto da un gruppo di lavoro che vede la collaborazione tra l'università di Trento, l'azienda provinciale per i servizi sanitari (Apss), la Fondazione Bruno Kessler e le università di Bordeaux e di Sherbrooke in Canada. I risultati, pubblicati su 'Nature Communications', sono frutto di 5 anni di lavoro per arrivare a un nuovo strumento che "consente per la prima volta un'integrazione accurata tra dissezione ex vivo e trattografia in vivo: due tecniche complementari che finora non erano mai state integrate nello studio delle connessioni della sostanza bianca umana. Un risultato rappresentativo della nuova tendenza della ricerca, che richiede la convergenza di competenze multidisciplinari, in questo caso le neuroscienze cliniche e l'intelligenza artificiale", spiega UniTrento. Lo studio apre nuove frontiere per la neurochirurgia nel trattamento dei tumori cerebrali, nell'approccio alle patologie neurologiche degenerative e, in ambito neuro-riabilitativo, per valorizzare le potenzialità della plasticità cerebrale.

La prima autrice del lavoro è Laura Vavassori, dottoranda del Centro mente cervello (Cimec) dell'ateneo trentino con una borsa finanziata da Apss con il progetto 'NeuSurPlan' della Provincia autonoma di Trento cofinanziato dall'azienda sanitaria. La ricerca - si legge in una nota - segue un approccio interdisciplinare e coniuga neuroscienze cliniche, intelligenza artificiale e neuroanatomia con la guida di Silvio Sarubbo, docente del Centro interdipartimentale di scienze mediche (Cismed), del Cimec e del Dipartimento di Biologia cellulare, computazionale e integrata (Cibio) di UniTrento e direttore dell'Unità operativa complessa di Neurochirurgia dell'ospedale Santa Chiara; Paolo Avesani, responsabile del Laboratorio di neuroinformatica (Nilab) del Center for Augmented Intelligence di Fbk; Laurent Petit, ricercatore dell'università di Bordeaux. Con la fondamentale collaborazione fra le Unità operative di Neurochirurgia e di Anatomia patologica, guidata da Mattia Barbareschi, docente del Cismed e del Dipartimento Cibio, in particolare per quanto riguarda il supporto con spazi dedicati e preparati anatomici.

Per spiegare l'innovazione che fa di Trento un "punto di riferimento a livello mondiale", Sarubbo ricorre a una metafora: "Il cervello umano è come un mondo e BraDiPho come una mappa 3D che consente di individuare le autostrade delle funzioni cerebrali, di orientarsi con precisione nel preparare interventi neurochirurgici o nello studio e nell'insegnamento dell'anatomia neuronale. Una guida nella ricerca sulla sostanza bianca, settore in cui Italia ed Europa sono leader, che apre nuove prospettive terapeutiche sia nel campo neuro-oncologico sia nella neuromodulazione, riconosciuta come una delle nuove frontiere per il trattamento di varie patologie neurologiche e psichiatriche".

"La conoscenza delle strutture di connessione del cervello è molto importante in ambiente clinico e la comunità scientifica ci sta lavorando molto - sottolinea Sarubbo - soprattutto sta cercando di farlo nel modo meno invasivo possibile. Lo strumento che si è utilizzato nel corso degli ultimi vent'anni è la risonanza magnetica attraverso la trattografia, che per ricostruire le fibre calcola il coefficiente di diffusione nell'acqua all'interno della sostanza bianca e restituisce un'immagine derivata. Un metodo con dei limiti e che produce molti falsi positivi. C'è dunque bisogno di tornare all'anatomia di base per validare i risultati e finora l'unico modo per farlo era la microdissezione, che significa dissecare ex-vivo in laboratorio dei preparati anatomici".

Finora 12 preparati anatomici sono dunque stati tradotti in fotogrammetria e sono disponibili online gratuitamente per tutta la comunità scientifica. Ma sapere esattamente come è fatto il cervello umano significa anche poter agire su altri fronti. "Il rilievo non è solo meramente accademico - precisa Sarubbo - Significa pure poter orientare la decisione chirurgica; dal punto di vista clinico, ad esempio nel caso di alcune malattie neurologiche, sapere quale parte degenera prima e quindi poter capire su quale parte poter lavorare per rigenerare, stimolare, neuromodulare. Quella della neuromodulazione è la nuova frontiera del trattamento di diverse patologie neurologiche, quali possono essere i disordini del movimento come la malattia di Parkinson, su cui si interviene ad esempio con la stimolazione di strutture cerebrali profonde (di cui molti aspetti di connessione con il resto del cervello umano devono ancora essere approfonditi per migliorare sempre di più i risultati terapeutici). L'importante è sapere cosa si deve modulare, potersi muovere in maniera precisa. E in questo ci viene in aiuto BraDiPho".