Nel film d’animazione Inside Out (2015), la mente umana è rappresentata come un mondo popolato da emozioni e aree cerebrali interconnesse. Un’idea creativa che, sorprendentemente, oggi riflette le capacità delle neuroscienze moderne: riprodurre in laboratorio porzioni complesse del cervello umano capaci di comunicare tra loro.
La chiave della rivoluzione: le cellule staminali pluripotenti indotte
Alla base di questi avanzamenti c’è una tecnologia rivoluzionaria: la riprogrammazione di cellule adulte (come quelle della pelle o del sangue) in cellule staminali pluripotenti indotte (hiPSC). Queste cellule possono poi differenziarsi in diversi tipi cellulari, inclusi neuroni e cellule gliali del cervello.
Organoidi cerebrali: il cervello riprodotto in laboratorio
Il laboratorio di Sergiu Paşca, alla Stanford University, è all’avanguardia in questo campo. Il suo team ha creato organoidi cerebrali tridimensionali in vitro, capaci di auto-organizzarsi e stabilire connessioni simili a quelle del cervello umano in via di sviluppo.
Dall’organoide all’assembloide: la nascita della complessità
Il passo successivo è stato unire organoidi rappresentanti diverse aree cerebrali. Così sono nati gli assembloidi: strutture complesse in grado di simulare la comunicazione tra regioni del cervello. In alcuni casi, organoidi umani sono stati impiantati nel cervello di ratti, integrandosi funzionalmente.
hASA: il modello del sistema somatosensoriale umano
Nel 2025, il laboratorio del Prof. Paşca ha realizzato un importante traguardo: creare un modello in vitro del sistema somatosensoriale umano, chiamato hASA (human Ascending Somatosensory Assembloid). Questo modello include quattro organoidi: somatosensoriali, spinali, talamici e corticali, connessi tra loro per simulare la trasmissione di stimoli tattili, termici e dolorifici.
Dalle mutazioni genetiche alla percezione del dolore
Il modello hASA è stato utilizzato per studiare malattie genetiche rare legate al dolore. Ad esempio, l’assenza del canale del sodio NaV1.7 – che causa insensibilità al dolore – ha interrotto l’attività tra le aree dell’assembloide. Al contrario, mutazioni che causano ipersensibilità hanno prodotto una risposta eccessiva, permettendo l’osservazione diretta delle conseguenze biologiche.
Implicazioni nei disturbi psichiatrici
Le alterazioni della percezione sensoriale sono comuni in disturbi psichiatrici come autismo, schizofrenia, ADHD, disturbo bipolare e depressione. Il modello hASA offre un’opportunità concreta per comprendere i meccanismi alla base di queste condizioni.
Verso una medicina personalizzata del cervello
Il lavoro del team di Paşca apre nuove prospettive nella ricerca neuroscientifica. Grazie a modelli cerebrali personalizzati, costruiti con cellule dei pazienti, sarà possibile studiare meglio il cervello umano e sviluppare terapie mirate, aprendo la strada a una medicina di precisione anche in ambito psichiatrico e neurologico.
