Connettomica

La connettomica (network neuroscience)[1] è una branca delle neuroscienze che si propone di studiare il sistema nervoso centrale mappandone le componenti fondamentali e le loro connessioni ed interazioni.[1][2] Come altre discipline scientifiche inerenti al campo della biologia e basate su big data ed analisi di reti di larga scala, la connettomica rientra nelle discipline omiche.[3]

La connettomica si basa su un approccio network-based che consente di descrivere un sistema complesso, quale il cervello, come rete o grafo composto da unità fondamentali, dette nodi, e loro connessioni. Questa rappresentazione può essere effettuata a diverse scale, microscopica, mesoscopica e macroscopica, che si differenziano in termini di livelli di organizzazione (e.g., neuroni, circuiti, sistemi o intero encefalo).[4] A livello macroscopico, la connettomica ha permesso di identificare alcune caratteristiche globali e stabili delle reti, come la proprietà di small-worldness[5], osservata sia a livello strutturale che funzionale[6][7][8][9][10][11], che descrive l'equilibrio tra segregazione ed integrazione dell'architettura cerebrale. Inoltre, grazie all'approccio network-based, molte aree cerebrali sono state consistentemente identificate da numerosi studi come potenziali hub di rete.[12][13]

  1. ^ a b (EN) Danielle S. Bassett e Olaf Sporns, Network neuroscience, in Nature Neuroscience, vol. 20, n. 3, 2017-03, pp. 353–364, DOI:10.1038/nn.4502. URL consultato il 9 luglio 2024.
  2. ^ (EN) Olaf Sporns, Giulio Tononi e Rolf Kötter, The Human Connectome: A Structural Description of the Human Brain, in PLoS Computational Biology, vol. 1, n. 4, 2005, pp. e42, DOI:10.1371/journal.pcbi.0010042. URL consultato il 9 luglio 2024.
  3. ^ Miccheli A, Marini F, Scienze-Omiche, in Enciclopedia Treccani. URL consultato l'11 luglio 2024.
  4. ^ Fornito A, Bijsterbosch J, Chang C, Smith R, Zalesky A, An Introduction to Network Neuroscience: How to build, model, and analyze connectomes - 0800-10:00, in Organization for Human Brain Mapping (OHBM). URL consultato l'11 luglio 2024.
  5. ^ Errore nelle note: Errore nell'uso del marcatore <ref>: non è stato indicato alcun testo per il marcatore :6
  6. ^ Errore nelle note: Errore nell'uso del marcatore <ref>: non è stato indicato alcun testo per il marcatore :2
  7. ^ (EN) Jonathan D. Power, Alexander L. Cohen e Steven M. Nelson, Functional Network Organization of the Human Brain, in Neuron, vol. 72, n. 4, 2011-11, pp. 665–678, DOI:10.1016/j.neuron.2011.09.006. URL consultato l'11 luglio 2024.
  8. ^ (EN) O Sporns, D Chialvo e M Kaiser, Organization, development and function of complex brain networks, in Trends in Cognitive Sciences, vol. 8, n. 9, 2004-09, pp. 418–425, DOI:10.1016/j.tics.2004.07.008. URL consultato l'11 luglio 2024.
  9. ^ (EN) Danielle Smith Bassett e Ed Bullmore, Small-World Brain Networks, in The Neuroscientist, vol. 12, n. 6, 2006-12, pp. 512–523, DOI:10.1177/1073858406293182. URL consultato l'11 luglio 2024.
  10. ^ Jaap C. Reijneveld, Sophie C. Ponten e Henk W. Berendse, The application of graph theoretical analysis to complex networks in the brain, in Clinical Neurophysiology, vol. 118, n. 11, 1º novembre 2007, pp. 2317–2331, DOI:10.1016/j.clinph.2007.08.010. URL consultato l'11 luglio 2024.
  11. ^ Cornelis J Stam e Jaap C Reijneveld, Graph theoretical analysis of complex networks in the brain, in Nonlinear Biomedical Physics, vol. 1, n. 1, 5 luglio 2007, DOI:10.1186/1753-4631-1-3. URL consultato l'11 luglio 2024.
  12. ^ Errore nelle note: Errore nell'uso del marcatore <ref>: non è stato indicato alcun testo per il marcatore :4
  13. ^ (EN) Martijn P. van den Heuvel e Olaf Sporns, Network hubs in the human brain, in Trends in Cognitive Sciences, vol. 17, n. 12, 2013-12, pp. 683–696, DOI:10.1016/j.tics.2013.09.012. URL consultato l'11 luglio 2024.