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Scienza per tutti - Dossier

Neuroscienze
 

Il cervello

di Sara Muttoni

E' bene che gli uomini sappiano che i piaceri e le gioie, le risa e gli scherzi così come le sofferenze e i dolori, le pene e le lacrime prendono origine dal cervello e solo dal cervello. In particolare è solo attraverso il cervello che noi pensiamo, vediamo e sentiamo, distinguiamo il bello dal brutto, il cattivo dal buono, il piacevole dallo spiacevole... E' il cervello che ci rende folli o deliranti, che ci ispira terrori o paure, che, sia giorno o notte, ci porta il sonno, ci fa compiere errori sconsiderati, ci rende ansiosi senza scopo, ci rende inconsapevoli, ci fa compiere atti inopportuni.
(Testo attribuito a Ippocrate, V secolo a.C.)

Ippocrate aveva fatto centro: il cervello è il mezzo attraverso il quale percepiamo il mondo esterno. Captiamo gli stimoli, reagiamo di conseguenza ma soprattutto proviamo emozioni: rabbia, gioia, amore, odio, paura. Tutta la vita è supervisionata dal nostro cervello. Ma come si è evoluto?

Il cervello umano è il frutto di un lavoro evolutivo iniziato milioni di anni fa con il primo organismo unicellulare animale: incapace di produrre da solo l'energia necessaria per vivere, è obbligato a esplorare il mondo esterno per cercare nutrimento al di fuori del proprio corpo. In seguito, grazie alla selezione naturale delle numerose mutazioni casuali nel patrimonio genetico, compaiono gli organismi pluricellulari, via via più complessi e con nuove necessità: alcuni diventano parassiti per vivere a spese di altri organismi, altri simbionti per dividere le risorse energetiche con altri simili e trarne un vantaggio comune. Per tutti quanti il bisogno primario è l'interazione col mondo esterno. Alcune cellule si specializzano diventando capaci di trasmettere impulsi elettrici: nascono piccoli circuiti basati sull'invio di un messaggio non convenzionale (l'elettricità, appunto) che solo alcune cellule possono creare. Una conquista di poche cellule fortunate, ma che si rivelerà una strategia vincente e vantaggiosa per tutto l'organismo.

Mentre osserviamo il grande quadro dell'evoluzione, notiamo la comparsa di strutture sempre più organizzate e complesse, come i Poriferi e gli Cnidari (spugne e meduse, per capirci), nei quali i neuroni, ben distinti dalle altre cellule, creano una semplice rete nervosa sufficiente ai bisogni dell'organismo. I messaggi elettrici si moltiplicano in frequenza e intensità, e si passa a un vero e proprio codice di informazioni che comanda le altre cellule. Ma il fine è sempre lo stesso: comunicazione continua ed efficace. Nei molluschi e nelle stelle marine i neuroni hanno un ruolo superiore: controllano i rudimentali muscoli del corpo nello sviluppo del movimento e i neonati organi di senso. Gli insetti possiedono un sistema gangliare, un rudimentale sistema nervoso “a stazioni” ma senza un vero cervello centrale.

Nei Vertebrati (che comprendono numerosissime sottoclassi, dai pesci fino all'uomo) il corpo è sostenuto da una serie lineare di vertebre e presenta per la prima volta un cervello vero e proprio: il più semplice, nei pesci primitivi, è costituito soprattutto dai centri olfattivi e dai rudimentali lobi ottici. Compaiono poi gli anfibi, quindi i rettili: i coccodrilliani sono i primi esseri viventi a sviluppare la corteccia cerebrale, cioè la porzione di cervello più evoluta che, nell'uomo, è sede della maggior parte delle funzioni superiori. Arrivano poi gli uccelli, padroni del volo, e infine i mammiferi. Gli ultimi arrivati (in termini di tempo) nello zoo evolutivo sono i primati, fra i quali noi uomini. Ma come può un ammasso di cellule darci la percezione di noi stessi e del mondo esterno?

La percezione sensoriale non è altro che il frutto dell'elaborazione degli stimoli percepiti, l'output della “macchina cervello” che, per quanto evoluta, può anche sbagliarsi, originando le più assurde sinestesie sensoriali. Ognuno di noi è protagonista del suo personale mondo, costruito grazie alle proprie esperienze e alle interazioni con l'ambiente che lo circonda. Per i neuroscienziati non esiste un unico mondo, ma migliaia di interpretazioni differenti, tante quante sono le persone. Un esempio? Le percezioni dei suoni e dei colori sono assolutamente personali, date rispettivamente dalla conformazione della coclea e dalla tipologia di coni e bastoncelli. Anche medici e farmacologi sono d'accordo: tu e io siamo sensibili in modo diverso allo stesso farmaco e in nessun modo la cura per il tuo mal di testa potrà curare alla perfezione il mio.

Il nostro cervello è simile a quello di ogni altro essere umano ma nel contempo è unico. Ognuno di noi è il risultato di un programma generale, dettato dai geni, che si sviluppa solo ed esclusivamente grazie all'esperienza personale. E’ un grande, immenso algoritmo in continuo aggiornamento: migliaia di funzioni si nutrono di dati biologici. Il tatto, la vista, l'udito, gli odori e i sapori aggiornano continuamente il mondo “virtuale” in cui viviamo, plasmando e perfezionando i circuiti neurali fin dalla nascita e per tutta la vita. L'organizzazione è data dalla comunicazione: i neuroni formano, in ognuno di noi, un milione di miliardi di circuiti. Se contassimo un contatto sinaptico al secondo finiremmo tra 32 milioni di anni!
E la coscienza? Non è localizzata in un punto definito del cervello ma emerge dalla connessione di più aree cerebrali: le nostre percezioni vengono integrate con gli istinti e le emozioni, dando origine alla percezione di sé. Anche la memoria è un processo attivo: non ci limitiamo a registrare dati in modo passivo ma li rielaboriamo di continuo, creando una banca dati accessibile in ogni momento, anche in modo insolito. Come diceva Proust, possiamo evocare ricordi sepolti nella memoria semplicemente annusando un biscotto o ascoltando una melodia.

E per mezzo dello stesso organo diventiamo pazzi e deliriamo, e le paure e il terrore ci assalgono...Tutte queste cose sopportiamo dal cervello, quando esso non è in salute.
(Ippocrate, V secolo a.C.)

Nel nostro cervello si trova anche quella sottile linea di divisione tra sanità (come la intendiamo noi occidentali, “seguaci” della medicina moderna) e malattia mentale, a volte così fragile da non poter dire se chi ascolta “l'altra metà del cervello” sia realmente folle o se abbia accesso a una visione del mondo diversa o speciale.


Consigli per la lettura

Libri per bambini

Nick Arnold, Neuroni, ipofisi, meningi e altri cervellotici elementi, da 10 anni, Salani, 2002
Laurent Degos, Il mio corpo:centomila miliardi di cellule, da 6-9 anni, Economici Dedalo, 2006


Siti Web

Il Sito ufficiale di Oliver Sacks:
http://www.oliversacks.com/

Breve riassunto delle Neuroscienze dal 1° millennio A.C. ad oggi
http://it.wikipedia.org/wiki/Storia_del_cervello

Siti di divulgazione scientifica sulle neuroscienze e psicologia
http://www.neuroscienze.net/
http://www.neuropsicologia.it/
http://www.settimanacervello.ch

Per le vostre curiosità sul mondo della robotica e dell'intelligenza artificiale
http://www.mondodigitale.net/default.asp

Associazione DANA: raggruppa tutti i più importanti neuroscienziati del mondo pubblica un resoconto delle più importanti scoperte scientifiche
http://edab.dana.org/welcome_it.cfm

Le ultime pubblicazioni dell'Associazione DANA
http://edab.dana.org/publications/index_it.cfm#mindboggling

Un piccolo prontuario per le domande inerenti al cervello e sulla sua fisiologia
http://www2.unil.ch/edab/old/it/publications/Questions_05_It.pdf


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