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Il GPS del cervello: premio Nobel per la Medicina a tre psicologi

Il premio Nobel per la Medicina 2014 è stato assegnato ai ricercatori a John O’Keefe, May-Britt Moser ed Edvard Moser per i loro studi sulle cellule cerebrali “di posizionamento” che ci permettono di capire dove ci troviamo e la direzione in cui ci stiamo dirigendo.
Nobel

Grazie ai loro studi si è capito come funziona il nostro sistema di navigazione interno, cioè come il cervello ci permette di orientarci nello spazio, una delle funzioni cognitive più importanti. La scoperta del sistema di posizionamento del cervello ha costituito un passo avanti fondamentale per capire meglio come si organizzano alcune cellule cerebrali molto specializzate, per eseguire determinati compiti. Ha permesso di approfondire le conoscenze su come funzionano i processi cognitivi, la memoria, la capacità di progettare e di pensare.

Nel 1971 John ÒKeefe (75 anni) scoprì che alcune cellule del cervello, place cell,  vengono attivate nel momento in cui un ratto si trova in una particolare posizione e altre si “accendono” quando cambia posizione.

Notò che un tipo di cellule cerebrali nell’ippocampo (un’area del cervello che svolge un ruolo essenziale nei processi di apprendimento e memoria a lungo termine) non si attivano solamente in seguito alla registrazione visiva dello spazio, ma per la costruzione di una mappa mentale dell’ambiente circostante. Grazie a questo sistema, il cervello impara a memorizzare i luoghi e la disposizione degli spazi.

Trentaquattro anni più tardi May-Britt e Edvard Moser (coppia norvegese), della Norwegian University of Science and Technology di Trondheim, hanno identificato un altro tipo di cellula nervosa che genera un sistema coordinato per l’individuazione di un percorso. Precisamente la ricerca dei Moser portò a scoprire come le attività delle cosiddette ‘cellule grid’ (neuroni a griglia) permettono al cervello di suddividere l’ambiente circostante in longitudine e latitudine, il che aiuta il cervello stesso a capire quale sia la distanza da un certo punto di partenza, queste coordinate per permettono ad ogni individuo di avere idea non solo di dove si trova, ma del percorso ideale per raggiungere un altro posto. Il sistema permette di integrare le informazioni con altri input registrati in altre aree del cervello, permettendo di comprendere com’è fatto un determinato ambiente e quali limiti e opportunità di movimento pone.

Nel 2005 hanno scoperto che le cellule del “Gps” del cervello si trovano soprattutto nella parte inferiore dell’ippocampo, chiamata corteccia entorinale. Tutte insieme queste cellule costituiscono una sorta di griglia esagonale, all’interno della quale ognuna segue diversi schermi di orientamento. Il risultato è una sorta di rete che permette al cervello di avere costantemente le coordinate spaziali del luogo in cui si trova, un sistema coordinato per l’orientamento spaziale.GPS

Studi successivi a quelli di O’Keefe e dei Moser, realizzati con strumenti per la diagnostica tramite immagini (come la risonanza magnetica), hanno permesso di confermare l’esistenza di questi sistemi di orientamento anche nel cervello umano. Capita spesso che i pazienti che soffrono di particolari malattie neurologiche, come l’Alzheimer, subiscano danni all’ippocampo e alla corteccia entorinale, a tal punto da perdere la capacità di orientarsi e di capire in che luogo si trovano.

A tutti e tre gli scienziati è stato riconosciuto il merito di averci aiutato a comprendere come i gruppi di cellule nervose specializzate lavorino insieme per eseguire alte funzioni cerebrali. L’uomo immagazzina le esperienze costruendosi una propria “mappa” con cui orientarsi nel mondo, legge la realtà e le relazioni che esperisce, si muove in esse e con esse, da significati.

Ciò che avviene a livello fisico è sovrapponibile a ciò che accade nello psichico e noi siamo spettatori di questa straordinaria unione mente e corpo. Ancora una volta siamo chiamati a renderci conto di come non sia più possibile mantenere la separazione di queste parti creata nel pensiero occidentale.

Riguarda un futuro ancora lontano ma questa scoperta potrebbe aprire la strada a futuri robot più autonomi, infatti, se fosse possibile imitare l’architettura del cervello per progettare dei robot con una capacità di localizzarsi nello spazio simile all’uomo, potremmo replicare lo schema di funzionamento del sistema nervoso centrale umano per creare macchine dotate di una memoria spaziale. Potremmo immaginare robot che camminano in una città, ne memorizzano la mappa ed il giorno dopo sono in grado di andare a fare una commissione perché sanno ritrovare da soli ’la strada”.