Il Connettoma: Una possibile unione tra clinica e neuroscienze

The "connectome" is a map of the over 100 trillion neural connections within the brain. The Human Connectome Project aims to describe the founding principles of every theory on this subject. It allows obtaining high-resolution structural, functional (fMRI), and diffusion (dMRI) imaging data. Starting from a sample of 1200 subjects, its ultimate goal is to accelerate technological advancements and to apply the results of these to a population of healthy adults. This goal is achieved by acquiring different types of imaging data by entering both behavioral and genetic data, with a constant commitment to sharing both processed and raw data so that they are available as soon as possible to the community. The researcher who most of all has engaged in research on connectomics and the dissemination of this innovative theory in the scientific and non-scientific world is Sebastian Seung. His work "Connectome: the new geography of the mind" begins with a historical excursus of the theories that have led in the direction of connectomics (phrenology and neophrenology in particular), and then focuses on the effective possibility of changing the brain by knowing its connectome. In Italy, important steps in this interesting direction have been made thanks to the published works of the research group of Professors Franco Cauda and Tommaso Costa, from the University of Turin, who worked at the Koelliker hospital in Turin. In particular, they investigated how the brain of human beings can be affected by psychopathological problems, especially focusing on those for which there are currently no definitive cures, and on which of the three connectivity profiles (functional, anatomical, or genetic) can form and better explain the distribution of structural co-alterations. They estimated the statistical probability that there are anatomical areas in common among patients with schizophrenia, those with autism spectrum disorder, and those with obsessive-compulsive disorder. They set out to establish whether the abnormalities in the white and gray matter of subjects with autism spectrum disorder (ASD) are concordant with each other and whether the morphometric alterations of the white matter are concordant with the alterations in gray matter and areas connected by these abnormal white matter bundles and vice versa.

Il “connettoma” è una mappa degli oltre 100 trilioni di connessioni neurali all’interno del cervello. Il progetto che descrive i principi fondanti di ogni teoria su di esso è lo Human Connectome Project che si propone di ottenere dati di imaging strutturali, funzionali (fMRI) e di diffusione (dMRI) ad alta risoluzione. Partendo da un campione di 1200 soggetti, l’obiettivo è accelerare i progressi nelle tecnologie e applicare i risultati di tali progressi ad una popolazione di adulti sani. Si tratta di acquisire differenti tipologie di dati di imaging inserendo sia dati comportamentali sia dati genetici, con l’impegno costante nella condivisione dei dati, sia elaborati sia grezzi, affinché siano immediatamente disponibili. Il ricercatore che più di tutti si è impegnato nella ricerca sulla connettomica e sulla diffusione di tale innovativa teoria nel mondo scientifico e non, è Sebastian Seung. La sua opera relativa al tema, “Connettoma: la nuova geografia della mente”, parte da un excursus storico delle teorie che hanno portato allo sviluppo del concetto di connettomica (la frenologia e la neofrenologia in particolar modo), per poi concentrare il discorso sulla possibilità effettiva di cambiare il cervello conoscendone il connettoma. In Italia, primi importanti passi in questa interessante direzione sono stati mossi grazie ai lavori pubblicati dal gruppo di ricerca dei Professori dell’Università degli studi di Torino Franco Cauda e Tommaso Costa che hanno lavorato presso l’ospedale Koelliker di Torino. In particolare si sono occupati di investigare come il cervello degli esseri umani possa essere afflitto da problemi psicopatologici, incentrandosi specificamente su quelli per i quali per ora non esistono cure risolutive, e quale dei tre profili di connettività (funzionale, anatomica o genetica) possa formare e spiegare meglio la distribuzione delle co-alterazioni strutturali. Hanno stimato la probabilità statistica che ci siano delle aree anatomiche in comune tra i pazienti con schizofrenia, quelli con disturbo dello spettro autistico e quelli con disturbo ossessivo-compulsivo. Si sono proposti di stabilire se le anormalità nella materia bianca e nella materia grigia di soggetti con disturbo dello spettro autistico (ASD) siano concordanti tra loro, e se le alterazioni morfometriche della materia bianca siano concordanti con le alterazioni della materia grigia e delle aree connesse da questi fasci di materia bianca anormali e viceversa.