Nel cervello è una sinfonia di neuroni

Miliardi di neuroni, ciascuno comunicante con migliaia di altri neuroni. In questa rete vastissima di nodi e connessioni che costituisce il sistema nervoso umano, passano tutte le informazioni grazie alle quali pensiamo, viviamo, ci muoviamo e percepiamo il mondo esterno. Come è possibile che questo complicato sistema non vada in tilt? Grazie alla suddivisione del lavoro dei singoli neuroni, ognuno in grado di rispondere unicamente a uno specifico stimolo. È quanto suggerisce una ricerca condotta da Massimo Scanziani neurobiologo all’Università della California di San Diego.

Il codice con cui i neuroni si parlano è fatto di “pacchetti” di impulsi elettro-chimici, che viaggiano attraverso assoni e dendriti, le vie che connettono fra loro le cellule nervose del cervello e degli organi di senso. Gli impulsi elettrici che passano in questi cavi, da neurone a neurone, sono identici fra loro sia in durata che in ampiezza. Come tanti brevi “bip”. Come fanno allora i neuroni a capirsi fra di loro, a distinguere le varie qualità di uno stimolo sensoriale o di un pensiero? Per rispondere a questa annosa domanda, Scanziani, insieme a Frédéric Pouille, ha analizzato in che modo si muovevano degli impulsi elettrici nel cervello di ratto.

“Abbiamo visto”, spiega Scanziani, “che alcuni neuroni hanno la funzione di avvisare che è arrivato un pacchetto di informazioni, cioè una serie di impulsi elettrici. Altri invece leggono il contenuto del pacchetto, altri ancora lo fanno solo una parte”. Le sinapsi, che sono i punti di contatto fra assone e neurone, sono diverse a seconda del ruolo svolto dal neurone. È la sinapsi che smista e seleziona cosa trasmettere e a chi. Dunque, nel cervello, anche un solo assone, che forma migliaia di sinapsi con altrettanti neuroni diversi, può comunicare diversamente con ognuno di essi.“E’ un po’ quello che avviene in un’orchestra” continua Scanziani.

“Ogni musicista esegue solo la proprio parte dello spartito, mentre il direttore coordina tutti, così, anche tra i neuroni, esiste una chiarissima spartizione di lavoro. L’informazione completa, la sinfonia, è data da ciò che l’insieme di tutti i neuroni ha eseguito”. La ricerca di Scanziani si è focalizzata solo su una zona del cervello, l’ippocampo, fondamentale nella memoria e nell’apprendimento. Inoltre il cervello dei ratti rappresenta un modello semplificato rispetto a quello umano. Tuttavia sembra plausibile pensare che questo principio di smistamento del lavoro possa essere valido anche in altre parti del cervello.

“Non abbiamo ancora individuato tutti gli elementi dell’orchestra” ha affermato Scanziani. “Direi solo i timpani e magari uno o due fiati. In futurosperiamo di individuare i vari neuroni capaci di leggere ogni tipo di informazione contenuta nel ‘pacchetto’. I nostri dati, comunque, suggeriscono che la divisione di lavoro tra i neuroni sia un aspetto fondamentale del funzionamento del cervello. Suppongo che una qualsiasi disfunzione in questa spartizione possa provocare gravi danni cognitivi. Come se i timpani cercassero di suonare lo spartito dei violini..”

Il linguaggio del cervello, ovvero il linguaggio con cui comunicano i neuroni, rappresenta ancora uno dei grandi misteri e delle sfide aperte delle neuroscienze. A oggi si conoscono i meccanismi di questo sistema di comunicazione (i segnali elettrochimici), ma non si è ancora decifrato il codice. I neurobiologi si trovano un po’ nella posizione di un archeologo di fronte ai geroglifici del popolo egizio. Devono imparare a comprenderne il contenuto. Questo aiuterebbe a capire le basi neuronali cognitive e percettive del cervello e i disordini a essi legati.