di Susanna Benassi STRUTTURA, MOVIMENTO,PENSIERO, EMOZIONE…Il cervello con i suoi misteri insoluti è certamente l'organo che più incuriosisce e affascina. È un maestro d'orchestra che comanda e coordina le funzioni del nostro corpo, ci fa muovere e pensare, scandisce il ritmo del sonno e della veglia, ci fa provare emozioni e ci permette di relazionarci con gli altri. Molto resta ancora oscuro alla scienza sul suo funzionamento, ma un dato certo e intuibile facilmente e forse motivo principe per cui non si e' ancora in grado di spiegarne i meccanismi nel suo complesso è la certezza che ogni cervello, pur avendo una data struttura definita, è unico nel suo genere e in continua trasformazione.
Intervista al Dr. Claudio Lucetti , Neurologo e dirigente medico presso L’U.O. di Neurologia dell’ospedale Versilia.
Quando l' uomo ha iniziato a porsi domande sul funzionamento del cervello?Il cervello credo sia l'organo che più ha affascinato l'uomo fin dall'antichità, o almeno il secondo in ordine d' importanza se sposiamo la famosa battuta di Woody Allen " Il mio cervello è il mio secondo organo preferito"!Già nella grecia antica Aristotele lo aveva individuato come organo nel quale venivano registrate le esperienze della vita.Sosteneva infatti che il cervello di un neonato fosse una tabula rasa sulla quale venivano registrate le esperienze vissute mediante i sensi che interagivano con l'ambiente.
A quando risalgono i primi studi sul cervello?
I primi studi anatomici di una certa rilevanza furono effettuati da Leonardo Da Vinci che con disegni accurati delle strutture anatomiche descrisse le connessioni che esistevano tra il cervello e gli organi di senso e tra il cervello e il midollo spinale. Ma le prime intuitive ipotesi sul funzionamento del cervello furono di Cartesio,vissuto nel 1600, il quale sosteneva che il cervello fosse come una "macchina" e considerava i nervi un insieme di tubi nei quali scorreva un liquido che dagli arti raggiungeva il cervello e viceversa.
La teoria di Cartesio si è in qualche modo dimostrata fondata?
La dimostrazione da parte di alcuni scienziati che nei nervi non scorreva un fluido ma una corrente elettrica perfezionò la teoria cartesiana. Ma la concezione di Cartesio del cervello come "macchina"rimase per culminare nella teoria localizzazionista che suddivideva il cervello in scompartimenti o aree, ciascuno con una collocazione e una funzione predeterminata che se danneggiata non era più sostituibile.
Cosa sappiamo oggi sulla fisiologia del cervello?
Negli ultimi 100 anni lo sviluppo tecnologico ha decisamente incrementato le nostre conoscenze sulla struttura e la funzione del cervello ed è stato dimostrato che esiste una sostanziale adattabilità funzionale, quella che oggi viene definita come " neuroplasticita' “,grazie alla quale il cervello puo' modificarsi ed adattarsi al nuovo status. Sappiamo che vi sono aree destinate a specifiche funzioni e che è necessario l' intervento di più aree per l' espletamento di funzioni più complesse.
Se un'area del cervello viene danneggiata cosa succede? Può farci un esempio concreto?
Nel cervello di un soggetto colpito da ictus con grave compromissione nel linguaggio per esempio, si verificano nel tempo delle modificazioni per cui aree adiacenti all'area colpita si riorganizzano per supplire al deficit. Il maggior " lavoro" che conseguentemente queste aree devono supportare per colmare l' inefficienza della parte danneggiata, pero',implicano una sottrazione di energie all'azione specifica a cui ciascuna di esse era originariamente destinata.
Che dimensioni ha il cervello ?
Il cervello ha mediamente un peso di 1,5 chilogrammi e si stima che contenga circa cento miliardi di neuroni e molte più cellule ausiliarie.
Cosa sono i neuroni?
Il neurone è l'elemento nel quale si originano gli impulsi nervosi. I neuroni creano tra di loro una fitta rete di connessioni che da vita alle vie nervose e ai circuiti neuronali, rendendo il sistema nervoso una perfetta centrale di controllo di tutte le funzioni del nostro organismo.
Com’è fatto un neurone?
Il neurone dal punto di vista strutturale è una cellula costituita di un “corpo” (detto anche pirenoforo) che presenta alcuni prolungamenti corti e numerosi (dendriti) e un prolungamento lungo chiamato "assone"o "cilindrasse" che mette in comunicazione distalmente la cellula nervosa con altre cellule andando a realizzare un contatto detto "sinapsi". Il corpo dei neuroni costituisce quella che viene definita macroscopicamente "sostanza grigia" mentre la "sostanza bianca" è costituita dagli assoni.
Come avviene la trasmissione nervosa?
La trasmissione nervosa avviene tramite impulsi elettrici che viaggiano in una sola direzione da un neurone all'altro. I neuroni non entrano mai in contatto diretto l'uno con l'altro, ma sono posti in connessione dal cosiddetto "neurotrasmettitore", ossia una specie di "mediatore"chimico che funge da ponte. A seconda della natura chimica del neurotrasmettitore i segnali che i neuroni si scambiano possono essere di tipo eccitatorio, o inibitorio. Un neurone può ricevere contemporaneamente più segnali di entrambi i tipi,di cui farà una "somma algebrica".
Ci spiega a grandi linee com’è strutturato il cervello?
L' Encefalo è quella parte del sistema nervoso centrale contenuta all'interno del cranio che comprende il "cervello propriamente detto", il tronco encefalico e il cervelletto.Il cervello si è evoluto nel corso del tempo e da un punto di vista dello sviluppo viene distinto in Rombencefalo (Rettiliano, il più antico), Mesencefalo (Mammillare) e Prosencefalo il più "giovane" dei tre .Il cervello e' inoltre diviso in due emisferi, tra loro connessi e comunicanti da un fascio di fibre nervose che prende il nome di "corpo calloso".La corteccia cerebrale rappresenta la sede più alta delle nostre attività nervose e psichiche e avvolge gli emisferi cerebrali con uno spessore che oscilla tra i 2 e i 4 mm.E' composta da profonde fenditure (scissure) di cui la più profonda e' quella che separa i due emisferi, uniti però dal corpo calloso. Le altre fenditure maggiori distinguono i cosiddetti "lobi". I principali sono quello temporale, frontale, parietale e occipitale.L'encefalo e' avvolto da membrane chiamate meningi.
Cosa sono le meningi, è vero come si dice che sono deputate al pensiero?
Le meningi (pia madre, aracnoide e dura madre) contrariamente a quanto suggeriscono le frasi fatte, non servono a pensare, ma a nutrire e proteggere il cervello vero e proprio. Sempre a scopo protettivo l’encefalo è infine percorso da una serie di cavità piene di liquido (il liquor cefalorachidiano) che crea una sorta di "effetto galleggiamento" utile per contrastare la forza di gravità e le accelerazioni dovute ai rapidi movimenti della testa.
Come funziona il cervello? A cosa servono tutti questi circuiti? È possibile trovare un'analogia con i moderni computer?
Il cervello ha alcuni punti di contatto con i computer, ma anche una differenza sostanziale: è "plastico". Ciò significa che ogni volta che lo usiamo, si modifica. Abbiamo già visto che due neuroni, per comunicare, si scambiano sostanze chimiche che li inducono a generare particolari impulsi elettrici. Immaginate di ripetere questo processo milioni, miliardi di volte e avrete descritto, pur se in maniera semplificata, il trasferimento di un’informazione (visiva, acustica…) all’interno di un circuito neuronale del cervello umano.
Può farci un esempio?
Vediamo un caso semplice: immaginiamo per esempio di percepire un profumo piacevolissimo e di scoprire che la vicina ha cucinato una torta di mele. Questo tipo di informazione viaggerà dalla mucosa olfattiva (la parte interna del naso che "sente" gli odori) lungo il nervo olfattivo i fino alla parte della corteccia cerebrale organizzata per analizzare e comprendere i profumi. Nel fare ciò, l’informazione attraverserà un numero enorme di sinapsi ( connessioni) creando l’equivalente di un "sentiero" neuronale. Nel caso in cui dovessimo percepire nuovamente quel profumo, l’informazione viaggerà lungo lo stesso percorso rinforzandolo ancora di più, visto che il percorso è ormai tracciato. Questo processo, chiamato facilitazione, è alla base dei processi di apprendimento e memorizzazione.
Questo che ha appena descritto rappresenta il meccanismo del processo di apprendimento?
Ovviamente il processo dell’apprendimento è molto più complesso, le informazioni da apprendere e memorizzare sono caratterizzate da diversi parametri (colore, sapore, suono, emozione, dimensione, sofferenza…) ognuno dei quali fa riferimento ad un'area cerebrale specifica.
Ci può chiarire sinteticamente quali sono queste aree?
Possiamo dire che sebbene le funzioni delle diverse aree della corteccia siano ancora oggetto di molte discussioni e indagini, esistono, tuttavia, alcune nozioni relativamente consolidate, ossia: i lobi frontali sono specializzati nell'organizzazione e nel controllo dei movimenti, contengono la corteccia motoria primaria e una delle aree deputate alla produzione del linguaggio e rappresentano la sede delle attività' correlate con il ragionamento, la capacità' di risolvere i problemi e il comportamento (area di Broca). Il lobo frontale rappresenta la "parte più intima"del cervello e potremmo definirlo come " l'anima del cervello".I lobi occipitali elaborano le informazioni visive primarie; i lobi parietali elaborano le informazioni somatosensoriali primarie, mentre il lobo temporale elabora le informazioni uditive primarie ed è sede dell'altra area deputata principalmente alla comprensione del linguaggio (area di Wernike). Le aree del linguaggio nell'uomo si collocano in quello che viene definito emisfero dominante che, nel caso di soggetti destrimani, è il sinistro. Il sistema limbico è coinvolto nella motivazione, nell'elaborazione degli istinti e delle emozioni, mentre i gangli della base intervengono nel controllo del movimento.
Quindi sappiamo quali aree sono deputate ad assolvere specifiche funzioni?
Il quadro descritto si basa naturalmente su un modello estremamente semplicistico: se andiamo infatti ad analizzare i meccanismi responsabili delle funzioni sensoriali e sensoriomotorie di base, i circuiti sono abbastanza ben compresi e tracciati; il quadro cambia quando andiamo ad analizzare i substrati cerebrali implicati in quelle che vengono definite funzioni cerebrali superiori.
Cosa intendiamo per " funzioni cerebrali superiori"?
Le funzioni cerebrali superiori sono funzioni complesse, quali la memoria il linguaggio, la capacità di ragionamento, di pianificazione e risoluzione di problemi, nonchè la percezione e l'azione. La conoscenza dei substrati cerebrali coinvolti in questi processi è ancora approssimativa. Quello che sappiamo è che l'informazione sensoriale viene recepita dalle aree sensoriali e successivamente elaborata dalle aree così dette associative.
Un esempio?
Tanto per capirci, quando sentiamo squillare il telefono, cosa succede? Banalmente verrebbe da dire : attraverso l' orecchio percepiamo il suono e capiamo che si tratta di un telefono che squilla.In realtà il processo e' molto più complesso. L' orecchio è solo un "mezzo"deputato ad accogliere e condurre il suono e a trasmettere un primo impulso all'area corticale uditiva che lo recepisce come un " rumore indefinito";da qui l'informazione giunge alle aree associative, ed è solo in quel preciso momento che identifichiamo il suono come squillo del telefono e capiamo che dobbiamo rispondere.Questo semplice esempio ben si addice al caso di funzioni cerebrali superiori "semplici".Quando trattiamo funzioni cerebrali superiori "più complesse" invece, dobbiamo tenere conto della necessità di coordinare diverse aree associative e il tutto si fa più complesso.
Esistono quindi diversi tipi di aree associative?
Possiamo affermare che anche all'interno delle aree associative ne esistono di più semplici (unimodali) e più complesse (polimodali) che hanno un compito di integrazione a un più alto livello.Tra le aree associative polimodali quella anteriore che coinvolge la corteccia frontale è associata alle funzioni esecutive del comportamento, quali la risoluzione di problemi, la pianificazione di strategie di azione che conducano allo scopo prefisso, il monitoraggio delle prestazioni, la capacità di cambiare strategia nel momento in cui le circostanze lo richiedono, la valutazione delle conseguenze delle proprie e altrui azioni ed il pensiero astratto.
Continua…
