I neuroni

La scoperta del neurone. Era il 1873 quando unainserviente di laboratoriobuttò per sbaglionella spazzatura un pezzodi cervello destinato aessere sezionato estudiato. Qualche oraprima, nella stessaspazzatura, loscienziato italianoCamillo Golgiaveva buttatodel nitratod’argento. Ilmattino dopo,recuperato ilpezzo di cervello,Golgi notò che iltessuto nervosoaveva assorbito ilcolorante allaperfezione, con ineuroni benvisibili in nero. Così Golgiscoprì unmetodo dicolorazione deltessuto nervoso(ancor oggi in uso)che gli permise di identificareper primo il neurone.Fece però un errorequando affermò che ineuroni formavano unarete continua di fibre. Inseguito lo spagnoloSantiago Ramón yCajal accertò cheogni neuronerappresentaun’unitàanatomicadistinta e che tradue neuroni c’èsempre un varco.
I due scienziati nel 1906 condivisero il Nobel per la scoperta del neurone.

IL NEURONE: LA CELLULA-BASE. Ma veniamo ai mattoni del cervello, i neuroni: cellule specializzate nel raccogliere, elaborare e trasferire impulsi nervosi. Dal loro corpo cellulare si diramano vari rametti, i dendriti, e un ramo più grosso, l’assone. I primi ricevono i segnali in arrivo, il secondo conduce i messaggi in uscita. Grazie a dendriti e assoni, il numero totale delle connessioni che i neuroni di un cervello umano riescono a stabilire supera il numero di tutti i corpi celesti presenti nell’universo.

L’esistenza di queste connessioni, o sinapsi, fu scoperta alla fine del XIX secolo dal fisiologo inglese Charles Scott Sherrington, anche se non si tratta di connessioni fisiche perché tra due neuroni si interpone sempre una microscopica fessura. Per superare questo varco, i segnali cambiano faccia: da elettrici, diventano chimici. La terminazione dell’assone rilascia sostanze, dette neurotrasmettitori, che sono raccolte dagli appositi recettori presenti sulla membrana della cellula-obiettivo.

Catturato il neurotrasmettitore, il messaggio chimico viene riconvertito in impulso elettrico. Per rendere il viaggio più veloce, sull’assone l’impulso procede a balzi. L’assone, infatti, è ricoperto da un materiale isolante chiamato “guaina mielinica”, che però lascia scoperti alcuni punti: i nodi di Ranvier. E “saltando” da un nodo all’altro, l’impulso raggiunge i 400 km/h.

I MESSAGGI CHIMICI. I neurotrasmettitori sono come parole di un linguaggio limitato ma molto complesso, composto da appena una cinquantina di vocaboli, ma capaci di fornire istruzioni dettagliate. Purtroppo non esiste ancora un vocabolario per tradurre i messaggi chimici, ma possiamo almeno raggruppare i neurotrasmettitori in due gruppi distinti: quelli ad azione rapida e quelli ad azione lenta.

Tra i primi troviamo molecole come l’acetilcolina, l’adrenalina, la noradrenalina, la dopamina, la serotonina: molecole di piccole dimensioni, che hanno il compito di provocare risposte immediate, dalla percezione di un profumo alla reazione (per esempio, un sorriso).

Del secondo gruppo fanno parte i “neuropeptidi” (i più noti sono la somatostatina e le betaendorfine): grosse molecole, lente ad agire ma capaci di indurre modifiche durevoli. Danno per esempio forma alle sinapsi, ma possono anche ridurre i recettori per un certo neurotrasmettitore, rendendo così i neuroni “sordi” a certi comandi.

La struttura del neurone. Un neurone, rivestito dalla guaina mielinica (fatta di cellule di Schwann e oligodendrociti). Il segnale va dai dendriti all’assone ed esce dalle sinapsi.

I ricordi? Sono percorsi “facilitati”. 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. Ma questo che relazione ha con i processi di apprendimento, memorizzazione e ricordo?

Vediamo un caso semplice. Immaginiamo per esempio di cogliere un fiore mai visto prima e caratterizzato da un profumo piacevolissimo. Questo tipo di informazione viaggerà dalla mucosa olfattiva (la parte interna del naso che “sente” gli odori), lungo il nervo olfattivo, fino alla parte della corteccia cerebrale organizzata per analizzare e comprendere i profumi. Nel fare ciò, l’informazione attraverserà un numero enorme di sinapsi creando l’equivalente di un “sentiero” neuronale. Al ripetersi dell’esperienza, l’informazione viaggerà nuovamente lungo lo stesso percorso rinforzandolo ancora di più, proprio come il passaggio di molte persone in un bosco crea un autentico sentiero.

MEMORIE ACCOPPIATE. Questo processo, chiamato “facilitazione”, è, con tutta probabilità, la base fisica dei processi di apprendimento e memorizzazione: quando un’informazione è passata un gran numero di volte attraverso la medesima sequenza di sinapsi, le sinapsi stesse sono così “facilitate” che anche segnali o impulsi diversi, ma attinenti (per esempio il nome del fiore che ha un certo profumo) generano una trasmissione di impulsi nella stessa sequenza di sinapsi. Ciò determina nel soggetto la percezione dell’esperienza fatta in precedenza numerosissime volte, e cioè il sentire quel piacevole profumo anche se il profumo non viene in realtà “sentito”. Ecco generato il ricordo.

Lo stesso accade quando si cerca di memorizzare un nuovo numero telefonico o un nuovo numero del Bancomat: occorrerà ricomporlo più volte prima di fissarlo nella memoria. A meno che non si usino strategie di memorizzazione che legano il nuovo numero a percorsi già formati… sarebbe facile per esempio ricordare un numero come 191518 collegandolo al concetto “Prima guerra mondiale” (cominciata nel 1915 e finita nel 1918).

Se la corteccia cerebrale si potesse“stendere”, ecco che superficie avrebbe: 2.200 cm quadrati di pellicola sottile 2 millimetri.

Questo meccanismo spiega anche un altro piccolo mistero: perché mai, quando abbiamo imparato una canzone o una poesia, è così difficile recitarla partendo dalla seconda strofa e non dallinizio? Proprio perché l’intera memorizzazione fa parte di un percorso “facilitato”: solo imboccandolo dall’inizio si riesce a ripercorrerlo senza difficoltà.

Ovviamente il processo dell’apprendimento è molto più complesso.

SINAPSI IN COSTRUZIONE. Una cosa però è certa: alla base della memoria c’è la plasticità neuronale. Con queste parole si definisce l’abilità del cervello di plasmare se stesso attraverso il continuo rimodellamento delle sinapsi vecchie e la creazione di sinapsi nuove. Il cervello è infatti in costante rimodellamento, ed è proprio per questo che si deve mantenerlo sempre in esercizio per garantirne l’efficienza.

Certo, è legittimo pensare che l’apprendimento sia qualcosa di più della ristrutturazione di un certo numero di sinapsi… ma esiste una prova concreta che senza la plasticità neuronale non saremmo più capaci di apprendere. E nemmeno di imparare a memoria la “Vispa Teresa”.

Innanzitutto, una premessa: per essere “plastico”, il cervello deve poter fabbricare rapidamente nuove proteine. La semplice espulsione del neurotrasmettitore dall’estremità dell’assone richiede la presenza di proteine: il loro compito, in questo caso, è quello di spingere le vescicole piene di neurotrasmettitori in prossimità della membrana pre-sinaptica. Altre proteine hanno una funzione simile a quella delle gru nelle costruzioni edilizie: spostano i dendriti e gli assoni in nuove posizioni, dove possono connettersi con altre cellule prima fuori portata. Ebbene, è stato notato che l’uso di farmaci capaci di bloccare la sintesi proteica blocca anche apprendimento e memorizzazione. Il cervello, insomma, non impara se non modificandosi.

Tutto in otto mesi.

Durante la vita fetale, l’organismo produce non meno di 250 mila neuroni al minuto. Ma 15-30 giorni prima della nascita, la produzione si blocca e per il cervello comincia una seconda fase che durerà per tutta la vita: la creazione di connessioni tra le cellule.

In questo processo, le cellule che falliscono le connessioni vengono eliminate, tanto che al momento della nascita sono già dimezzate. La moria diviene imponente dai 30-40 anni quando, senza che l’organismo le sostituisca (la rigenerazione di neuroni è stata realizzata solo in laboratorio), le cellule cerebrali cominciano a morire al ritmo di 100 mila al giorno, circa 1 al secondo. Per fortuna non c’è un corrispondente declino mentale: la capacità di creare nuove connessioni preserva infatti le facoltà mentali acquisite.

Articolo tratto da: www.focus.it

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