In che modo il cervello integra le informazioni e guida il comportamento
L’obbiettivo del progetto FISHBRAIN (Neural circuits underlying visually guided behaviour) era quello di comprendere come il cervello integra le informazioni sensoriali e poi sceglie e compie le azioni appropriate. I ricercatori erano interessati in particolare all’organizzazione e al funzionamento dei circuiti neurali che sono alla base dei comportamenti guidati dalla vista. Il pesce zebra (Danio rerio) è stato usato come organismo modello, consentendo ai ricercatori di visualizzare e manipolare l’attività nei circuiti neurali in ogni parte del cervello dei vertebrati. Ad appena una settimana di età, il pesce zebra allo stadio larvale è in grado di seguire dei disegni in movimento, evitare i predatori e inseguire una preda viva da catturare. Inoltre, la loro testa trasparente rende possibile ottenere immagini dell’intero cervello in modo non invasivo con una risoluzione a livello della singola cellula, usando l’imaging a due fotoni. Il progetto FISHBRAIN ha effettuato un’analisi quantitativa del comportamento, ha ottenuto immagini dell’attività neurale dell’intero cervello e ha studiato l’elaborazione sensomotoria nei neuroni identificati. I ricercatori hanno inoltre sviluppato degli strumenti genetici per prendere di mira e manipolare specifici tipi di cellule. Un sistema per il rilevamento ad alta velocità dei movimenti dell’occhio e della coda è stato sviluppato per multipli pesci zebra allo stadio larvale che nuotano liberamente. Esso è stato usato per caratterizzare il modo in cui si muovono le larve e per mappare gli stimoli visivi con il movimento larvale. I ricercatori hanno anche testato degli strumenti genetici per registrare la funzione neurale nei pesci zebra. Usando l’imaging a due fotoni e a foglio di luce sono state sviluppate mappe dell’attività funzionale dell’intero cervello di pesci che esprimono indicatori del calcio geneticamente codificati. Gli esperimenti hanno definito l’architettura funzionale del cervello del pesce zebra, rivelando in tal modo le serie di neuroni che compongono circuiti comportamentali completi in un vertebrato. FISHBRAIN fornisce quindi una struttura essenziale sulla quale basare lo studio di sviluppo neurale, mutanti genetici e modelli di malattie.
Parole chiave
Circuiti neurali, FISH BRAIN, comportamento guidato dalla vista, Danio rerio, imaging due fotoni, rilevamento ad alta velocità, imaging a foglio di luce, indicatori calcio
