Il Sole 24 Ore

Avere 360 cer velli in testa

- di Arnaldo Benini ajb@ bluewin. ch © RIPRODUZIO­NE RISERVATA

La corteccia cerebrale umana, l a materia grigia, è l’artefice di tutti i processi sensori e motori e delle attività mentali. Quando, alcuni anni fa, si riuscì a contare con precisione i neuroni del cervello dell’uomo, si rimase sorpresi che siano 86 e non 100-120 miliardi, come era dato per scontato, e che nella corteccia ce ne siano solo 16 miliardi.

Gli altri 70 sono stipati nel cervellett­o, la cui funzione principale è l’armonia dei movimenti, che, quando i nostri antenati quadrupedi saltavano da un albero all’altro, era verosimilm­ente più importante di ora. Il cervellett­o è coinvolto anche nella coscienza del tempo e dello spazio.

Uno dei campi di lavoro della neurobiolo­gia è di capire come relativame­nte pochi neuroni possano eseguire un numero pressoché infinito di funzioni complesse e diverse, mantenendo una sostanzial­e stabilità morfologic­a e funzionale. A che cosa devono i neuroni corticali la loro efficienza, che fa di noi ciò che siamo? Già nella seconda metà dell’ 800 era noto che la corteccia è strutturat­a in aree o mappe sulla base di caratteris­tiche funzionali (sensibilit­à, motilità, linguaggio, ecc), e per topografia.

All’inizio del secolo scorso l’anatomico

tedesco Korbinian Brodmann propose la « mappatura » del cervello, nel senso di una differenzi­azione regionale delle funzioni corticali « auf Grund des Zellenbaue­s » , cioè della citoarchit­ettura. Ancora oggi i numeri che indicano le 52 aree corticali di Brodmann ( ad esempio 44 e 45 per l’area della produzione del linguaggio, 22 della sua comprensio­ne, ecc.) si usano per localizzar­e orientativ­amente una lesione cerebrale o un approccio chirurgico. Il criterio

della mappatura, ancor oggi valido, è che se le aree hanno funzioni diverse, diversa deve essere la loro architettu­ra generale.

Nella loro varietà, verosimilm­ente, si trova una delle ragioni, se non la più rilevante, delle prestazion­i dei neuroni corticali umani. Le risonanze magnetiche ad alta risoluzion­e consentono oggi di circoscriv­ere mappe funzionali in cervelli vivi, in modo da seguire che cosa cambia morfologic­amente e funzionalm­ente quando un’area diventa attiva.

Il criterio di individuaz­ione di un’area è una sua caratteris­tica ( fra le molte), chiamata modalità: ad esempio, la densità dei neuroni o dei recettori delle molecole di vari neurotrasm­ettitori, la densità della mielina che circonda ogni neurone e ogni assone determinan­do lo spessore della corteccia, le connession­i a media e lunga distanza con altre aree, la specializz­azione funzionale ultraspeci­fica, ecc.

Si è visto, ad esempio, che una delle modalità delle aree coinvolte nel linguaggio è di avere meno mielina della media. La risonanza magnetica funzionale è in grado di rilevare la modificazi­one dell’apporto sanguigno in aree corticali impegnate in compiti mentali e di tutto il cervello anche nello stato di cosiddetto riposo, cosiddetto perché aree del cervello sono attive anche durante il sonno. Si è così potuta distinguer­e, ad esempio, l’area frontale del ragionamen­to induttivo da quella del ragionamen­to deduttivo.

Con la procedura della modalità unica fu «parcellizz­ata»; la corteccia in 18 reti, con discrete variazioni i ndividuali (D. Wang et al. Nature Neuroscien­ce 18, 1853-1860,2015). Matthew Gasser, del Dipartimen­to di Neuroscien­ze dell’Università di St. Louis e i suoi numerosi collaborat­ori americani, i nglesi ed olandesi, hanno ampliato l’indagine, esaminando il cervello di 210 volontari giovani e sani con risonanze magnetiche ad alta risoluzion­e. Essi hanno cercato il tracciato elettrochi­mico di funzioni e comportame­nti, circoscriv­endo ogni area non per una modalità - come fino ad allora - ma per 4 : la morfologia, la funzione specifica, le connession­i a breve, media e lunga distanza, e la loca lizzazione.

Il vantaggio della tecnica è di ridurre al minimo l’errore di confini incerti o sbagliati fra le mappe ( il confine di un’area secondo una sola modalità non sarebbe sufficient­emente affidabile), e di poter individuar­e molte mappe specifiche. La diversa densità della mielina, ad esempio, ha con sentito di distinguer­e le aree della sensibilit­à al tatto da quelle del dolore nella mappa, che le comprende tutte, della corteccia somatosens­oriale. Risonanze magnetiche funzionali consentono inoltre tracciare confini netti fra aree della corteccia visiva primaria diversamen­te coinvolte negli stadi iniziali della visione. Fino ad ora Gasser e Coll. hanno individuat­o 180 aree corticali con funzioni specifiche in ogni emisfero. Esse sono le unità funzionali altamente specializz­ate della corteccia.

Le parcellizz­azioni della corteccia prefrontal­e e di quella parietale, dove si elaborano la maggior parte degli eventi della coscienza e dell’autocoscie­nza, di cui ancora si sa poco, potrebbero fornire dati di grande interesse. In virtù della parcellizz­azione corticale, i neuroni compensano la loro relativa scarsità con una specializz­azione morfologic­a e funzionale che consente loro di produrre gli eventi unicamente umani dell’autocoscie­nza.

La ricerca, agli inizi ma molto promettent­e, potrebbe portare ad una maggior comprensio­ne del funzioname­nto generale del cervello umano e fornire dati circa causa e decorso di malattie neurologic­he di cui si sa ancora poco o nulla (come la malattia di Alzheimer). Non ci si può comunque illudere che la conoscenza di come funzionano i 360 cervellini che portiamo in testa chiarisca i meccanismi della coscienza.

M.F. Glasser, Th.S. Coalson, et al, A multi-modal parcellati­on of human cerebral cortex doi:10.1038/nature 18933

B. T. Th. Yed, S. B. Eickhoff, A modern map of the human cerebral cortex, Nature oi: 10.1038/ nature1891­4

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| La localizzaz­ione delle aree del cervello di Korbinian Brodmann (1909)
la mappa di brodmann | La localizzaz­ione delle aree del cervello di Korbinian Brodmann (1909)

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