MENU

Eppur si muove: plasticità cerebrale, mistero e utilità

dicembre 14, 2016 • Paralleli, z in evidenza

Molecular Thoughts

Intervista a Luca Bonfanti, neurobiologo – Dipartimento di Scienze Veterinarie e Neuroscience Institute Cavalieri Ottolenghi Università di Torino.

di Loredana Biffo –

Professore Che cosa si intende per plasticità del cervello?

E’ l’eccezione alla regola che per secoli ha considerato il nostro cervello una struttura estremamente complessa e “statica”, con un numero di neuroni (circa 100 miliardi) fissato al termine dello sviluppo fetale e tutti i contatti intercellulari (le sinapsi) determinati dalla genetica. In questa visione, il nostro destino intellettuale sarebbe già grandemente segnato alla nascita dalla nostra eredità biologica, ma non è così. Grazie alla ricerca, oggi sappiamo che l’architettura del cervello, pur complessa, è anche “dinamica”, ovvero può cambiare nel corso della vita. Come? Sostanzialmente in due modi: modificando i contatti tra le cellule nervose già esistenti (eliminando e aggiungendo sinapsi) e addirittura aggiungendo nuovi neuroni in alcune regioni cerebrali o sostituendo quelli che muoiono. Nell’intero corso della vita, quindi, non è solo la nostra mente a cambiare, con lo sviluppo di nuove idee e nuove competenze, ma la struttura cellulare (l’hardware) dei nostri circuiti cerebrali.

Che cosa determina il cambiamento?

Sorprendentemente, è l’attività dei neuroni stessi a indurre le modificazioni strutturali. Sappiamo da tempo che le sinapsi che “lavorano di più” diventano più stabili e si rafforzano, mentre quelle poco utilizzate tendono a passare in secondo piano, fino a scomparire.
Tentando di semplificare, è come se “allenando” alcune funzioni, e quindi facendo lavorare di più alcune parti del cervello, queste tendono a rafforzarsi, a scapito di altre che non vengono stimolate. In ultima analisi, è il nostro stile di vita che può modificare il nostro cervello.
Le ricerche degli ultimi vent’anni, in cui abbiamo capito che in alcune aree cerebrali a partire da cellule staminali possono essere prodotti nuovi neuroni anche nella vita adulta, hanno dimostrato che alcuni comportamenti dell’individuo (ad esempio lo svolgimento di un’attività fisica prolungata, come la corsa, o l’impegno a risolvere nuovi problemi) accrescono la genesi dei nuovi neuroni e la loro integrazione nei circuiti cerebrali pre-esistenti, portando così un vantaggio cognitivo. Ciò è ben evidente nell’ippocampo, la regione del cervello dove si forma la memoria. Per contro, è chiaramente dimostrato come l’eccessivo stress (quello reiterato e definito “cattivo”, diverso dal semplice stato di tensione nel realizzare obiettivi) vada a inibire la genesi e l’integrazione dei nuovi neuroni.

Ma allora è possibile usare la plasticità per curare le malattie neurologiche?

Questa è la domanda che per più di vent’anni ha mosso gli scienziati di tutto il mondo impegnati in questo campo. E’ ovvio che il primo obiettivo della comunità scientifica è quello di sfruttare le nuove conoscenze della plasticità strutturale per cercare di sostituire i neuroni persi o danneggiati in diversi tipi di malattie, da quelle neurodegenerative come il morbo di Alzheimer, il Parkinson o la corea di Huntington, ai danni vascolari da ischemia (ictus), fino ai traumi cerebrali e spinali, tutte, ad oggi, quasi incurabili.
Purtroppo, l’obiettivo non è stato ancora raggiunto poiché il cervello umano rimane un organo che non è in grado di rigenerare o di riparare in modo efficiente in seguito a lesione, e questo per ragioni strutturali ed evolutive. I nostri antenati (centinaia di migliaia di anni orsono) hanno “scelto” di non riparare le lesioni cerebrali, ma di “circoscriverle” in modo che i danni non si estendano alle regioni circostanti.
Nei pesci e nei rettili non è così, e si può invece osservare la rigenerazione. La ricerca su diversi modelli animali sta cercando di capire le ragioni molecolari, cellulari, anatomiche ed evolutive di tali differenze, ma è un percorso lungo. Sembra tuttavia che il grande sviluppo del nostro sistema immunitario sia la chiave di svolta: noi tendiamo a scatenare violente reazioni infiammatorie nelle zone cerebrali colpite, richiamando cellule che ostacolano la riparazione e la rigenerazione, mentre questo fenomeno sarebbe molto più limitato (e quindi più permissivo) negli altri vertebrati non-mammiferi. Queste stesse ragioni spiegano perché nel sistema nervoso sia estremamente difficile ottenere risultati terapeutici anche ricorrendo all’iniezione di cellule staminali: è l’ambiente cerebrale, che per ragioni evolutive, risulta refrattario ad accogliere nuove cellule nei suoi circuiti.
Il risultato è che la plasticità del nostro cervello non è molto orientata alla riparazione dei danni (in realtà qualcosa è rimasto, il che fa ben sperare per future ricerche anche sul fronte riparativo) ma piuttosto nel potenziare le capacità cognitive necessarie a risolvere problemi esistenziali, e, in altri termini, a interagire proficuamente con l’ambiente.

Se non siamo riusciti a riparare il sistema nervoso, questa conoscenza serve a qualcosa?

Si, per due motivi: il primo riguarda l’enorme massa di informazioni ottenute sui meccanismi molecolari e cellulari che da un lato permettono e dall’altro regolano la plasticità del cervello. Ciò è la base su cui i ricercatori stanno cercando di capire come indurre e potenziare i fenomeni di plasticità che già esistono nel nostro cervello per trasformarli in processi riparativi, con l’ambizioso traguardo di ripristinare i sistemi rigenerativi, almeno in alcune aree cerebrali e per alcune patologie.
Il secondo motivo è più legato a possibili applicazioni fin da ora: ciò che abbiamo capito riguardo ai cambiamenti tipici della plasticità cerebrale ci consente di suggerire e adottare gli stili di vita che possono mantenere il cervello plastico nel tempo, accrescendo le sue capacità di interagire con l’ambiente e arrivando a dilazionare l’insorgenza di demenze senili e/o di malattie neurodegenerative, o quantomeno di ridurne l’impatto nel momento in cui si manifestano. In parole semplici, “allenando” la plasticità dei nostri neuroni nel corso dell’intera vita (ad esempio svolgendo attività fisica regolare anziché essere sedentari e confrontandoci con un ambiente culturalmente e socialmente vario anziché chiuderci in noi stessi o di fronte a un televisore o uno smartphone) non solo possiamo essere più aperti e più felici, ma stipuliamo una sorta di assicurazione sul benessere e sulla longevità del cervello, “plasmando” continuamente e “fisicamente” i suoi circuiti cerebrali.

Questa plasticità è presente per tutta la vita? Anche nell’anziano?

La risposta è: si. La capacità del cervello di cambiare la sua struttura è una proprietà intrinseca che non scompare con l’età. Tuttavia, essa è massima nelle fasi giovanili e tende a decrescere con l’avanzare dell’età: è indubbio che le capacità plastiche di un individuo anziano non possono competere con quelle di un adolescente.
Nelle prime fasi della vita, soprattutto nel periodo postnatale, la plasticità consente un continuo accrescimento e assemblaggio dei circuiti nervosi. Esistono, in queste fasi giovanili, i cosiddetti “periodi critici”, ovvero delle finestre temporali in cui alcuni imponenti processi plastici sono ancora possibili, ma una volta chiusa la finestra i giochi sono fatti.
Ciò è di estrema importanza perché le esperienze (positive o negative) vissute dall’individuo giovane lasceranno il segno, nel bene e nel male, nella struttura cellulare del suo cervello, oltre che nella sua psiche. Su questa base, sta emergendo in modo sempre più chiaro come le esperienze cognitive e l’attività fisica degli anni giovanili possano sviluppare e mantenere la plasticità, preparando il cervello ad affrontare le sfide (e le possibili patologie) che l’individuò potrà incontrare nel futuro.
In tal modo, il cervello dell’anziano potrà essere giunto a una certa età avendo mantenuto o meno la sua plasticità, che in altri termini significa: non è possibile definire il grado di plasticità a ogni età, perché dipende dal singolo individuo e dalla sua storia personale.
Queste considerazioni, e le ricerche da cui derivano, sono ancora più importanti e attuali se si tiene conto del progressivo innalzamento delle aspettative di vita nell’uomo.
I nostri antenati di cui sopra vivevano in media 25-30 anni, con minori probabilità di incorrere in demenze senili, Alzheimer o ictus. E comunque, passata l’età riproduttiva, l’evoluzione sembra avergli negato la possibilità di riparare i danni cerebrali.
Le aspettative di vita attuali, sui 70-90 anni e oltre, sono state ottenute modificando l’ambiente in cui viviamo (maggiore igiene, migliore disponibilità di cibo, accesso alla cultura e ai progressi della medicina) ma non hanno modificato le caratteristiche strutturali del nostro cervello, ancora molto simile a quello di 100.000 anni fa. In questo contesto, la plasticità cerebrale è lo strumento migliore per fare in modo che il nostro cervello ci accompagni (in buona salute) fino alla fine del nostro percorso.

Vuole lasciarci un messaggio conclusivo?

Nonostante le difficoltà che si incontrano nello studio del cervello, che si sommano agli attuali limiti tecnologici e, come abbiamo visto, ai limiti imposti dall’evoluzione, possiamo affermare che negli ultimi decenni gli avanzamenti sono stati sostanziali, fornendoci una conoscenza del cervello e una visione della sua plasticità, impensabili anche solo vent’anni fa. Tutto questo dimostra la complessità e la lentezza della ricerca, anche solo per capire a fondo il funzionamento di un organo. Per tale ragione, la ricerca va riconosciuta e adeguatamente finanziata, cosa non semplice da far capire alle istituzioni che potrebbero (dovrebbero) farlo e all’opinione pubblica.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

« »