Marco Ruini

Neurochirurgo

Giovedì, 13 Gennaio 2011 07:37

Introduzione alle Neuroscienze

Scritto da  A cura di Marco Ruini

Di cosa si occupano le neuroscienze? Quando e come sono nate? Seguendo la traccia della lezione magistrale tenuta dal Prof. Arnaldo Benini (Il Cervello Umano alla Ricerca di Se Stesso. Le Neuroscienze nella Storia delle Idee – 28-05-2005) presso la Libera Università di Neuroscienze Anemos, cerchiamo di comprendere orizzonti e ipotesi di sviluppo di un campo disciplinare che gode attualmente di un grande fervore. Partendo dalla natura essenzialmente riduzionista delle neuroscienze, l'articolo individua il percorso nella storia delle idee che ha portato a porsi antichi problemi filosofici in termini neuroscientifici e illustra come dal continuo dibattito interdisciplinare (con filosofia, biologia, scienze cognitive) nascano interrogativi intorno al libero arbitrio, alla volontà umana e alla concezione dell'uomo di sè stesso.

Sommario

Introduzione

 

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FIGURA 1 - In questo schema sono rappresentati i principali componenti del sistema nervoso e i loro rapporti funzionali.
In questi anni abbiamo assistito ad un cambiamento sostanziale della nostra scuola. Molti istituti hanno eliminato dalla loro offerta formativa la possibilità di studiare musica, storia dell'arte, filosofia. Tutto ciò suggerisce che sia in atto un tentativo di mettere da parte la cultura umanistica e creare una scuola per "tecnici". Se da un lato con questa idea semplificata di scuola tecnica viene meno il significato principale di scuola, intesa come istituzione dove si "allenano" cittadini coscienti in grado di comprendere e di scegliere (consapevoli dell'ambiente in cui vivono, rispettosi della storicità dei luoghi, inseriti nel contesto storico attuale), d'altra parte l'eccessiva connotazione tecnica porta alla creazione di specialisti che poco conoscono le discipline affini al proprio campo di interesse, e che nulla sanno di quella che in passato veniva definita cultura di base.
Il complesso di discipline note come neuroscienze va in senso opposto rispetto a questo confinamento specialistico e a questa delimitazione al sapere tecnico. Le neuroscienze sono aperte alla multidisciplinarietà, costituiscono il punto di contatto e di vivace scambio tra scienziati, medici, filosofi, artisti, biologi, fisici, sociologi e in generale tra tutti coloro interessati al rapporto mente-cervello, da un punto di vista scientifico o speculativo. I grandi filosofi dei
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FIGURA 2. Il neurone: le strutture specializzate sono i dendriti, gli assoni e le sinapsi. Il neurone è il "mattone base" identico in tutte le specie animali che hanno un sistema nervoso.
tempi passati erano contemporaneamente matematici, fisici e scienziati in senso lato, ciò sta ad indicare come non sempre il confinamento specialistico sia premessa per sviluppi importanti della conoscenza umana. Negli spazi dedicati allo studio e alla discussione delle neuroscienze è comune imbattersi in filosofi o psicanalisti che parlano di connessioni neuronali, di neurotrasmettitori e di correlati neuronali della coscienza e non è raro udire neurologi o neurofisiologi disquisire intorno a pensatori come Cartesio, Edmund Husserl o Sigmund Freud. In questo ampio dibattito dove i tradizionali saperi umanistici e scientifici confluiscono, si citano con interesse le intuizioni di artisti come Fedor Dostoevskij, Italo Calvino, Marcel Proust. Questa multidisciplinarietà che può apparire scontata è al contrario assolutamente difficile da realizzare in un sistema di sapere istituzionalizzato che sembra privilegiare l'ossessione del particolare a discapito della visione d'insieme.
Le neuroscienze si avvalgono essenzialmente di un approccio riduzionistico nello studio dell'attività cerebrale, ma alla fine giungono ad una visione d'insieme talmente rivoluzionaria da comportare ricadute sulle nostre idee morali e sull'idea stessa dell'uomo come essere pensante e razionale. Stravolgendo definitivamente il dualismo cartesiano (mente vs. corpo), le neuroscienze sostengono l'identità tra mente e cervello, dove il pensiero ha indiscutibilmente una base biologica e materiale. Un ampio spettro di problematiche rientra nell'indagine delle neuroscienze: da una parte lo
sviluppo del sistema nervoso (umano e animale), la sua struttura anatomica e funzionale, allargando il campo alla biologia cellulare e molecolare e ora alla fisica quantistica e alle nanotecnologie. Dall'altro lo sviluppo delle neuroscienze cognitive, punto di incontro e confronto acceso tra le scienze della natura, la filosofia e la psicologia. Grandi problematiche, dunque, rientrano nelle neuroscienze: problemi come l'origine e il funzionamento della coscienza, del libero arbitrio, delle emozioni, della memoria.
Pare opportuno, nell'inaugurare questo nuovo progetto editoriale dedicato alle neuroscienze, offrire una visione generale del pensiero che farà da sfondo ai contenuti di Neuroscienze Anemos. Punto di partenza e riferimento per questa breve introduzione alle neuroscienze sarà la lezione magistrale del Prof. Arnaldo Benini tenuta in occasione dell'inaugurazione della Libera Università di Neuroscienze Anemos nel maggio del 2005 presso il centro di Neuroscienze Anemos (Reggio Emilia). Illustre relatore di quel convegno, il Prof. Arnaldo Benini è Neurochirurgo e già docente all'Università di Zurigo, autore, tra l'altro, di Chi sono io. Il cervello alla ricerca di sé stesso (Garzanti 2009). Dall'opera di Arnaldo Benini trarremo ispirazione per completare questa introduzione pur considerando che il panorama delle neuroscienze muta velocemente. In varie occasioni Benini ha illustrato il suo punto di vista sul "mistero" che avvolge i processi chimico fisici della rete neuronale dai quali nasce il pensiero, sempre sostenuto dalla collaborazione con filosofi e neurofisiologi. E' chiaro come nel quadro delle neuroscienze, accanto a continui ed importanti scoperte, rimangano dubbi irrisolti che - secondo la prospettiva di Benini - rimangono insoluti per il paradosso autoreferenziale in cui si trova il cervello nello studiare sé stesso. Nel presente scritto trovano spazio opinioni dei relatori e spunti contenutistici e concettuali desunti dalla suddetta lezione magistrale. Risulta chiaro, dunque, che qualsiasi imprecisione o inesattezza nella seguente esposizione è da addebitare ai relatori del presente articolo e non certo al Professor Benini che pure ne è stato l'ispiratore.

La nascita delle neuroscienze

 

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FIGURA 3 - Bacone e Cartesio
Da un punto di vista generale, il pensiero scientifico moderno ha preso l'avvio della "rivoluzione scientifica" seicetesca. E' noto, infatti, che la scienza come la si intende oggi è il frutto della riflessione di importanti scienziati e pensatori del XVII secolo, tra cui Galileo Galilei e Renè Descartes (Cartesio). Galileo indicò che l'esperienza, punto fondamentale di ogni approccio scientifico, deve essere raccolta e interpretata secondo criteri leggibili nel linguaggio della matematica; solo così il dato può divenire "sensata esperienza" (secondo i criteri di una razionalità innata). Cartesio, d'altro canto, ritenne che i semplici dati empirici (ossia i dati dell'esperienza) non fossero attendibili; l'esperienza derivata dai nostri sensi non ha valore e induce ad errori. Per Cartesio l'unica e attendibile fonte di verità è la razionalità innata. Fu Cartesio a porre in termini nuovi il rapporto tra mente e corpo e si deve a lui questo dualismo che tanto successo ha avuto fino alla confutazione avvenuta proprio in ambito scientifico. Dalla sommaria sintesi del pensiero di queste illustri personalità, si desume che pur nella diversità e parziale contrapposizione dei diversi punti di vista, assumeva importanza centrale nella pratica della ricerca scientifica l'osservazione sistematica dei dati naturali e la loro interpretazione.
Senza addentrarci in questioni metodologiche, possiamo affermare come nella ricerca scientifica il momento empirico, quello tecnico e quello speculativo siano inscindibili. Da qui deriva il criterio ancora valido per una prima distinzione, non tra verità ed errore, ma fra scienza e fantasia, un criterio che si concretizza nell'espressione inglese "no data no science". Se non ci sono dati, non c'è scienza. Come abbiamo visto la storia delle neuroscienze ritrova le sue basi nel quadro più generale della nascita del pensiero scientifico; è vero tuttavia che verso la fine del XX secolo lo studio del cervello ritorna al centro dell'attenzione in quel quadro interdisciplinare che definiamo neuroscienze e che comprende da una parte la biologia cellulare e molecolare, dall'altra la psicologia. Lo sviluppo delle neuroscienze è stato possibile anche grazie all'affermarsi della teoria dei neuroni (fu l'anatomista spagnolo Santiago y Cajal a indicare come i neuroni fossero unità discrete). Lo stesso Cajal e il suo contemporaneo Charles Sherrington proposero l'idea che i neuroni fossero in contatto l'uno con l'altro attraverso punti precisi e specializzati: le sinapsi. Da queste scoperte si innescò una serie di ricerche: alla fine degli anni Cinquanta era generalmente accettata una teoria che prevede la trasmissione elettro-chimica del sistema nervoso. La possibilità di correlare l'attivazione di determinate aree o gruppi di neuroni a determinati processi psicologici o a reazioni senso-motorie, ha portato al tentativo di capire il funzionamento dei processi cognitivi in senso funzionale e meccanicistico. Ma riguardo ai processi cognitivi, le neuroscienze sono ancora agli inizi e non tutti accettano la visione riduzionista nel rapporto cervello-mente. La storia delle neuroscienze è un intreccio continuo tra indagine scientifica e riflessione filosofica, un tentativo di interpretare i meccanismi mentali e di cercare di sanare il contrasto stridente tra la meccanicistica dimostrazione scientifica e l'esperienza umana del senso comune. I risultati a cui queste riflessioni giungono sono spesso messi in discussione dal nostro senso comune e dalla visione del mondo propria delle religioni e di certa metafisica. Si può dire che questo ambito di dibattito sia la caratteristica principale di questa nuova branca delle scienze. A cavallo tra XIX e XX secolo, in un periodo in cui le scienze naturali (in particolare la fisica) celebravano un trionfo dopo l'altro, uno dei più noti filosofi del secolo scorso, Edmund Husserl, intitolava una delle sue conferenze La crisi delle scienze europee e la fenomenologia trascendentale. Husserl riproponeva una tenace critica nei confronti della scienza che era colpevole, a suo avviso, dell'esclusione di importanti questioni riguardanti l'uomo: i problemi del "senso" e del "non senso" dell'esistenza umana nel suo complesso.

Le novità delle neuroscienze: mente e coscienza.

 

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FIGURA 4 - Percorso dei processi decisionali. che il cervello Pare che i due sistemi che sovraintendono alla razionalità (il lobo frontale) e all'emotività funziona elet- (sistema limbico) vengano successivamente tricamente, "convogliati" nella corteccia cingolare (o come una sor- circonvoluzione del congolo).
Se le basi delle neuroscienze sono le stesse condivise da altri saperi scientifici (l'importanza del dato sperimentale, dell'osservazione e dell'interpretazione dei dati), ne deriva che anche in campo neuroscientifico non possono rientrare opinioni e interpretazioni non sostenute da dati e osservazione. Con questo criterio è finalmente entrato nel dibattito scientifico anche un tema un tempo confinato alla speculazione filosofica e religiosa: il problema sul senso della nostra esistenza. All'eterna domanda circa il posto che l'uomo occupa nell'universo, le neuroscienze rispondono in un'ottica decisamente riduzionista: alla base della vita e del pensiero umano stanno eventi chimici e fisici che avvengono a livello della rete neuronale del cervello. L'uomo, dunque, è un elemento naturale inserito a sua volta in un contesto naturale. Con le neuroscienze i problemi filosofici intorno all'uomo sono stati in parte spiegati e asserviti al funzionamento del cervello, hanno cioè ricevuto basi organiche. L'aspetto più rilevante delle neuroscienze (e in particolare dei risultati della neurochirurgia che ci ha fornito la possibilità di verificare gli effetti delle lesioni cerebrali sul pensiero stesso), è proprio quello di avere ricondotto questioni come la coscienza, l'autocoscienza e la vita mentale al dominio del mondo fisico. Per gran parte dei neuroscienziati la vita spirituale è una questione neurobiologica, la vita interiore è leggibile come sequenza deterministica di eventi biologici. Su questo punto insisteremo ulteriormente, soprattutto nel considerare come l'ambiente esterno e quello interno (omeostasi) interagiscano con questo determinismo biologico favorendo le nostre caratteristiche individuali.
L'attenzione per tematiche come il rapporto mente-corpo, coscienza, ecc. ha costretto la ricerca neuroscientifica a confrontarsi con problemi fino a questo momento propri di altri campi della cultura. Per questo si è verificato un vero e proprio "assedio" al cervello umano da parte di studiosi di scienze umanistiche, di scienziati, di pubblicitari e esperti di comunicazione, e purtroppo anche di personaggi discutibili. Muovendosi in un arcipelago di esperienze differenti, anatomiche, fisiologiche, di neurologia clinica, le neuroscienze forniscono elementi molto importanti
per la riflessione teorica e nello stesso tempo dati clinici che ci aiutano a capire e curare le malattie (si pensi ad esempio come la mente si trasforma e cambia nel corso di malattie organiche). Questa competizione tra più punti di vista è auspicabile e da apprezzare. Alle neuroscienze appartengono anche scienze che possiamo definire positive: la anestesiologia, la terapia del dolore, per certi aspetti anche la psicanalisi (Freud era un rigoroso materialista, anche se la sua intuizione di basi organiche delle malattie mentali non aveva ancora in quegli anni supporti scientifici adeguati e lui stesso l'aveva messa da parte, ma non criticata). Per poter indagare mente e coscienza, le neuroscienze hanno oggi a disposizione strategie e tecnologie nuove che hanno aperto vasti fronti all'interno della biologia molecolare, della genetica, della fisica quantistica. Il primo passo è sicuramente l'identificazione delle strutture cerebrali che danno vita alla coscienza e alla mente. In altre parole, individuare in quali aree e strutture nasca l'attività mentale.
Il passo successivo è l'analisi di queste osservazioni per comprendere il funzionamento di queste strutture, come da un meccanismo chimico fisico nasca il pensiero, i meccanismi fisiologici della coscienza e della mente: si tratta dei cosiddetti NCC (Correlati Neuronali della Coscienza).

Il posto dell'uomo.

Se si accosta questa visione sostanzialmente riduzionista al senso comune, si nota come le due visioni siano per certi aspetti inconciliabili. Questo è stato uno dei motivi del ritardo della scienza nell'affrontare questi temi. Non è l'unico: nei secoli passati si correva il rischio di condanne severe da parte dell'Inquisizione. Il prevalere di un'etica più laica e più attenta all'apporto scientifico, associata chiaramente al rapido sviluppo tecnologico, hanno reso possibile l'ampio dibattito attuale. Questa discrepanza, questo scarto tra la visione scientifica e la concezione dell'uomo di sè
stesso, è anche la conseguenza dell'accrescimento e dell'accelerazione delle nostre conoscenze sul mondo negli ultimi secoli. Prima dell'approccio scientifico seicentesco, l'essere umano viveva nella convinzione di riuscire con i sensi a percepire immediatamente la realtà del mondo, ciò che vedeva e sentiva doveva essere vero; era questo un dato tranquillizzante che donava all'uomo una grande fiducia nelle proprie capacità. Le scienze hanno dimostrato che questa percezione della realtà esterna attraverso i sensi può essere sog-gettiva, un'illusione. Le scienze in molti casi hanno fornito
quindi una interpretazione controintuitiva della realtà e hanno messo l'uomo di fronte a questa incongruenza. Esempio tipico della visione controintuitiva delle scienze è la dimostrazione che la vita si consuma sulla superficie di una sfera che si muove, gira vorticosamente su se stessa ad una velocità incredibile nel vuoto dell'Universo. Questo è un evento del quale la nostra sensibilità non ci fornisce segnali. Così i nostri sensi ci forniscono tante altre illusioni: visive, tattili, uditive, olfattive. La realtà percepita è forzatamente soggettiva, è una rielaborazione del mondo esterno messa in atto dal cervello. Se accettiamo l'impalcatura neo-darwiniana, anche cervello, linguaggio e sviluppo del pensiero astratto rientrano nelle leggi dell'evoluzione. Viene quindi da chiedersi perché il meccanismo evolutivo avrebbe dovuto favorire lo sviluppo di un cervello che si autoinganna e che vantaggio deriva all'uomo da un cervello che interpreta soggettivamente la realtà. Alcune funzioni (si pensi all'attività propriamente razionale individuabile nei lobi frontali del cervello) sono il risultato della lotta per la sopravvivenza e per il predominio sulle altre specie. Il cervello stesso non ha avuto un destino separato dal meccanismo evolutivo: è noto come le scoperte scientifiche dell'Ottocento attraverso Darwin abbiano ricollocato gli esseri umani nella catena degli esseri viventi: anche l'uomo è  frutto di un processo casuale. L'essere umano è frutto del caso, e per questo la nostra specie non si distingue dal resto della natura vivente, se non per una contingente maggiore complessità di alcuni meccanismi vitali. È comprensibile come una ricollocazione drastica dell'uomo, da sempre postosi in posizione privilegiata rispetto al resto del mondo naturale, risulti difficile da accettare. Lo stesso comportamento umano è un fatto evolutivo: dal punto di vista dell'evoluzione è finalizzato alla conservazione della specie. Come giustificare, allora, l'emozione ed il piacere percepito nell'osservare un'opera d'arte o nell'udire una sinfonia? Sebbene sia difficile ritenere che queste sensazioni siano connesse con ragioni evolutive, è indubbio che rientrino nelle cose importanti della nostra vita. È probabile che il rapido e tumultuoso sviluppo del cervello (rapportato al tempo dalla nascita della vita sulla Terra) abbia determinato percorsi inaspettati che sono andati ben oltre la cornice che l'evoluzione imponeva alla vita. Gran parte dell'attività scientifica, neuroscienze comprese, si è ormai emancipata dalle critiche di filosofi e teologi (questi ultimi sostenitori di teorie rassicuranti, culturalmente consolidate, ma scientificamente infondate). Tuttavia, gli oppositori di una visione scientifica hanno cercato di opporre teorie ammantandole di razionalità o addirittura di scientificità: si pensi al movimento biblico creazionista americano che contrasta violentemente l'idea darwiniana di evoluzione casuale dell'uomo. Oppure alla dottrina del "disegno intelligente" che cerca di  appoggiarsi a teorie scientifiche, enfatizzandone all'occorrenza gli aspetti negativi per subordinare l'evoluzione all'opera di una mente superiore. La scienza non si pronuncia sulla Verità, ma cerca di interpretare la realtà sulla base dei dati. Questi dati attualmente sembrano confermare largamente la validità della teoria evolutiva e la visione naturalistica ad essa collegata. Anche i sistemi cognitivi (sistemi capaci di conoscere e di comunicare a sé stessi e agli altri il contenuto della conoscenza) si sono sviluppati nel corso dell'evoluzione e continuano a svilupparsi e a mutare interagendo con l'ambiente circostante. Se l'evoluzione umana avesse avuto come teatro un diverso ecosistema, oggi la nostra specie sarebbe dotata di sistemi cognitivi diversi che avrebbero fornito una diversa immagine della realtà. Poiché il meccanismo evolutivo mira a garantire la sopravvivenza nella competizione per le risorse di un ambiente, è probabile che i sistemi cognitivi che corrispondono ai nostri meccanismi neurofisiologici si siano sviluppati più per comprendere il mondo esterno, che per capire noi stessi. La sopravvivenza, infatti, è garantita dalla conoscenza del mondo, più che da una  conoscenza introspettiva. Sostiene Benini, parafrasando le sue parole: "i dati discontinui degli organi di senso vengono elaborati dalla razionalità, ma poiché la stessa razionalità altro non è che un meccanismo cerebrale autoreferenziale frutto dell'evoluzione, la conoscenza che ne deriva è tutt'altro che oggettiva".

Cervello e ambiente.

Il cervello costruisce funzioni adattative, vale a dire che pone in relazione due mondi: quello che è dentro di noi, che definiamo soggettività, e quello che sta fuori di noi: gli altri, le cose, le storie, le situazioni. Nel suo insieme, elabora le informazioni che riceve attraverso i sensi e programma le risposte, ma non si limita a controllare i rapporti tra il nostro corpo e il mondo esterno. L'attività cerebrale regola e produce anche la nostra interiorità, cioè la vita mentale, la coscienza e l'autocoscienza che è la capacità della coscienza di porre sé stessa a oggetto della propria riflessione. L'immagine che ci deriva dallo studio del cervello, dunque, ci indica che non solo il controllo del movimento, della sensibilità, e dei dati sensoriali derivati dalla vista, dall'olfatto, dall'udito, dal tatto, sono il risultato del lavoro dei nostri neuroni, ma anche il pensiero, l'emotività, e la creatività. In Che cosa sono io. Il cervello alla ricerca di sé stesso (Garzanti 2009) Benini conclude con l'affermazione emblematica: "Io sono il mio cervello".  Secondo questa visione (ampiamente condivisa nelle neuroscienze), il pensiero è quindi un prodotto del cervello proprio come lo è il movimento. C'è perfetta identità tra mente e cervello. La questione che si pone è la seguente: se gli stimoli processati dal nostro cervello modificano la rete neuronale, l'ambiente stesso che è fonte di tanti stimoli è in grado di modificare il nostro modo di essere e di pensare, condiziona le nostre scelte e in definitiva la struttura stessa del nostro cervello. Diversi momenti concorrono allo sviluppo e alla natura del cervello. Il primo è dovuto alla componente genetica. Ereditiamo una certa struttura e assieme a questa conoscenze innate: tutte le potenzialità procedurali codificate nei geni sono il contenitore del nostro  passato "geologico" e delle innovazioni evolutivamente favorevoli avvenute nei nostri antenati. Nel secondo momento rientra il fenomeno stocastico. Con ciò s'intende quel fenomeno che avviene durante lo sviluppo embrionale: le cellule nervose si distribuiscono all'interno delle strutture a loro deputate in modo appunto stocastico e ciò lascia ampio spazio al caso e alla variabilità individuale.
Il terzo momento dello sviluppo del cervello inizia nel rapporto con l'ambiente esterno, a partire dall'incontro tra il cervello dei neonati e il mondo. Inizia da qui un processo di modificazione continua, di arricchimento o formazione di strutture che alla nascita non erano presenti. L'ambiente concorre alla strutturazione anatomica e funzionale del cervello.

 

Le basi neurofisiologiche.

Gli studi neurofisiologici hanno rivelato nel cervello una struttura microscopica costituita da una rete di neuroni (circa 130 miliardi) ognuno dei quali in grado di formare circa 5.000 punti di contatto. Questi contatti sono noti come sinapsi. L'informazione percorre i dendriti e gli assoni dei neuroni trasportata da un impulso elettrico. Le sinapsi sono formate da un vallo nel quale l'impulso elettrico
in arrivo dal primo neurone provoca modificazioni chimiche di proteine e neurotrasmettitori o la produzione di nuove proteine in grado di produrre un nuovo impulso elettrico sulla membrana
postsinaptica del secondo neurone e fare ripartire l'informazione. Le modifiche delle sinapsi sono il fulcro della trasmissione dell'impulso nervoso, ma anche dell'archiviazione delle conoscenze o della rievocazione di ricordi. Questa capacità chiamata plasticità sinaptica è alla base dei processi neuronali di tutti gli esseri viventi ed è identica in tutto il mondo animale. Il neurone è una struttura
costante nel mondo naturale. I trecento neuroni di una formica, ad esempio, sono strutturalmente uguali a quelli umani. La complessità del cervello umano e della conseguente vita mentale è dovuta ad un dato quantitativo: non possediamo poche centinaia di neuroni, ma diverse decine di miliardi. È questa rete neuronale che genera maggiore complessità e ha reso possibile il pensiero e l'autocoscienza, caratteristica solo umana. Il mattone di base, il neurone, è il medesimo del sistema nervoso degli altri esseri viventi. Dal punto di vista evolutivo, questo significa che la stessa struttura del neurone è rimasta a lungo invariata, ed è quindi una struttura estremamente arcaica. Il mutamento è avvenuto a livello di organizzazione. In Che cosa sono io. Il cervello alla ricerca di sé stesso  (Garzan-ti 2009), Arnaldo Benini illustra efficacemente l'idea di una struttura di base arcaica e di un assemblaggio "casuale": "Lontano dall'essere un miracolo della natura esso (il cervello) appare il risultato di un assemblaggio fortuito di cellule lente e arcaiche (i neuroni, modello d'inefficienza, invariati da seicento milioni di anni) che ha portato ad un marchingegno di materiali scadenti, male assortito, complicato e fragile. [...] Il cervello, in realtà, è cresciuto secondo spinte evoluzionistiche casuali con una caratteristica comune a tutti gli esseri con sistema nervoso, e cioè che la maggior complessità non è dovuta alla trasformazione delle strutture esistenti, ma al sovrapporsi di aree nuove a quelle antiche. La neocorteccia della razionalità (è) cresciuta sopra il cervello del serpente (gli istinti, l'aggressività, gli impulsi) senza modificarlo e addomesticarlo." Una recente acquisizione filogenetica secondo i tempi dell'evoluzione, è il ritmo funzionale circadiano delle cellule nervose, un ritmo che in altri termini muta nel corso della giornata come tutti i fatti biologici. Questo ritmo circadiano è fissato verosimilmente nel genoma. Ciò significa che le cellule del nostro cervello non lavorano sempre con lo stesso ritmo, ma sono più o meno attive nel corso della giornata e questo può influire sulle nostre decisioni e in generale sulla nostra attività mentale che è condizionata dal tipo di attivazione cellulare di quel momento. Fino a qualche tempo fa si pensava che a sviluppo avvenuto si arrestasse la produzione di cellule nervose. Anche nella pratica clinica si seguiva questo pensiero: vi era l'idea che nelle parti del cervello e del midollo spinale che vengono distrutte non ci fosse rigenerazione delle popolazioni danneggiate e questa fosse la causa della persistenza e irreversibilità dei deficit neurologici. Ora sappiamo che le cose non stanno in questo modo, le cellule nervose continuano ad essere prodotte per tutta la vita, anche ad un'età avanzata. Numerosi studi hanno dimostrato che le cellule possono riprodursi, crescere e differenziarsi, ma purtroppo sono incapaci di riprendere la loro funzione, di integrarsi nel sistema che è già presente nel cervello. In questo modo appaiono prive di una funzione sensata. Queste osservazioni non sono facili da comprendere e giustificare, visto che anche in sede evolutiva i meccanismi di selezione non trascinano solitamente per millenni elementi inutili. È probabile che una funzione ci sia, ma che oggi non si sia in grado di comprenderla.

 

Cervello e attività mentale.

 

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FIGURA 5 - Sezione del cervello umano.
Nonostante gli enormi passi avanti e le scoperte che si susseguono ad un ritmo molto veloce nel campo della localizzazione delle funzioni cerebrali, altre incertezze avvolgono la ricerca neuro scientifica: quelle che riguardano l'aspetto funzionale. Siamo in grado di localizzare nel cervello le aree deputate alle varie funzioni, anche di quelle cognitive, ma ci è ancora oscuro come avvenga il passaggio dall'attività elettrica e chimica cerebrale al pensiero. Grazie alla neurochirurgia abbiamo compreso le alterazioni delle funzioni cerebrali, motorie, sensitive, visive, olfattive, uditive, cognitive in relazione ai danni cerebrali provocati da patologie come tumori e ictus o ad amputazioni chirurgiche di aree cerebrali (per gravi patologie psichiatriche o epilessie incontrollabili  farmacologicamente). Esplicativo è il caso del paziente H.M che, sottoposto nel 1957 ad intervento chirurgico di rimozione bilaterale dell'ippocampo per una grave epilessia farmaco resistente, risolse il problema delle crisi epilettiche, ma sviluppò una grave amnesia. Avendo avuto per anni la possibilità di studiare questo caso, la neuropsicologa Brenda Milner intuì che vi sono vari tipi di memoria con localizzazioni cerebrali diverse. Affronteremo in altro momento il tema della memoria che appare oggi quello nel quale la ricerca scientifica ha ottenuto i risultati più evidenti. Anche in questo caso, tuttavia, la neurochirurgia, come ogni scienza del resto, non fornisce verità ultime, ma solo esperienze, esperimenti e la loro interpretazione. In relazione all'annosa questione del rapporto mente-corpo, la neurochirurgia ci aiuta ad individuare le sedi delle funzioni cerebrali, a comprendere come sono collegate tra loro, ma non semplifica il problema delle neuroscienze di capire come si origini il pensiero dai processi biologici. La ricerca sperimentale è quindi riduzionistica per necessità e il riduzionismo delle neuroscienze è comunemente definito fisicalismo. Gli atti mentali della coscienza e dell'autocoscienza devono essere ridotti al livello fisico-chimico della ricerca neurofisiologica e del funzionamento del cervello per essere compresi. Una delle grandi scoperte avvenute nel corso dell'Ottocento ad opera di Helmholtz è che il cervello funziona elettricamente, come una sorta di "grande batteria" che utilizza processi elettro-chimici per la trasmissione dell'impulso elettrico nelle sinapsi. Tutta l'attività mentale e spirituale va ridotta al funzionamento elettrico e chimico del cervello, in modo tale che il livello superiore, il livello della riflessione teorico-
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FIGURA 6 - I quattro lobi in cui è suddiviso l'encefalo umano. Durante i processi cognitivi che riguardano la razionalità si attivano le aree del lobo frontale.
metafisica sulla mente e sulla coscienza, coincida con tale attività elettrica e chimica. Il rapporto mente-corpo che da millenni assilla l'uomo, non è più da considerare come un rapporto di equivalenza tra l'attività del cervello e la nostra vita mentale, ma come un rapporto di identità tra coscienza e attività del sistema nervoso. Il dualismo ontologico di Cartesio (che distingueva una res cogitans del tutto immateriale, da una res extensa del nostro corpo) non è più accettabile secondo le conoscenze oggi acquisite sul sistema nervoso centrale. Senza cervello non esiste mente e non esiste coscienza e questo è un dato  incontrovertibile. La nostra identità, e questa è l'altra conseguenza, è costituita da una serie di eventi fisico-chimici, che  si svolgono all'interno del nostro cervello. Il concetto di identità personale riserva a questo proposito delle sorprese. Nel tempo questa identità che pensiamo ci caratterizzi, muta (con l'età, le esperienze, ecc.). La convinzione di mantenere una propria identità costante nel tempo è illusoria dal punto di vista delle neuroscienze. La stessa materia del nostro corpo muta continuamente: ci sentiamo sempre la stessa persona anche se, dal punto di vista della composizione chimica, ogni tre quattro mesi siamo "nuovi". In termini neurobiologici coscienza e pensiero sono l'attività di una rete neuronale associativa che collega tutte le aree del cervello. È impossibile  individuare un'area precisa dove localizzare l'io della riflessione filosofica. Questo "io" semplicemente non esiste perchè non è individuabile in nessuna struttura cerebrale (sul piano filosofico il  concetto è sviluppato anche dal filosofo americano Daniel C. Dennett). Le ricerche degli ultimi anni hanno suggerito che funzionalmente il cervello umano, per le attività cognitive, sia strutturato non in senso "gerarchico" (ovvero dove un centro principale regola il funzionamento di tutto), ma in senso "distributivo". Non s'identifica quindi una struttura che coincida con un concetto vago di "io" o identità personale. I concetti di "io", "coscienza", "libero arbitrio", non sono nati nell'ambito neuroscientifico, ma nei secoli scorsi in campo filosofico. Due percorsi conoscitivi differenti che fino a qualche tempo fa era difficile conciliare. La condivisione di concetti tra i due campi di indagine è un problema che tormenta la metodologia della ricerca scientifica già da diversi decenni. La concezione "metodologica" riduzionista delle neuroscienze diverrà forse esportabile nei livelli della più complessa cognizione solo con l'ulteriore sviluppo delle conoscenze. Solo così diverrà possibile  chiedersi se la visione chimico-fisica delle neuroscienze sia veramente lo strumento più adatto per studiare e per spiegare aspetti complessi come la mente, la coscienza, la creatività.

Il libero arbitrio.

Il libero arbitrio è uno dei temi più discussi e controversi che le neuroscienze hanno ereditato dalla filosofia. Secondo l'ottica neuroscientifica l'attività mentale è frutto dell'attività dei neuroni e delle sinapsi cerebrali e queste si modificano anche per attività inconsce, per l'influenza dell'ambiente, per caratteristiche genetiche congenite. In questa visione il nostro pensiero non sarebbe libero perché non sono libere le condizioni a monte che lo determinano. A questa visione deterministica, alcuni oppongono una importante componente indeterministica legata al caso. Il libero arbitrio
è allora pura illusione o esiste una certa indeterminatezza che può salvare la nostra impressione di essere liberi nel compiere le nostre scelte? Il libero arbitrio viene inteso da parte dell'uomo come una necessità, presupposto per garantire a un individuo responsabilità, autonomia, creatività, spontaneità, autocontrollo, gratitudine, riconoscenza, ammirazione, risentimento, indignazione, odio e altro. Queste capacità umane da dove derivano se non esiste libero arbitrio? Eccoci di fronte ad un ulteriore discrasia tra dati della scienza e sentire comune. Il determinismo delle neuroscienze presenta la libertà di scelta come illusione, una sorta di inganno del cervello verso se stesso. Il premio Nobel Francis Crick (uno dei due scopritori della struttura del DNA) riassume nei seguenti termini la conseguenza del fisicalismo: "le vostre gioie, le vostre pene, le vostre memorie e le vostre ambizioni il vostro senso di identità personale e il senso del libero arbitrio altro non sono, in realtà, che il comportamento di una vasta assemblea di cellule nervose e delle molecole a loro associate". Ancora una volta in queste parole ritroviamo una definizione della vita mentale: le nostre menti altro non sono che il comportamento dei nostri cervelli. Tutto è spiegabile compiutamente senza rivolgersi al di fuori dell'interazione di cellule nervose e del "lavoro" molecolare ad esse associato. La conseguenza di ciò, e i neuroscienziati ne sono oggi profondamente convinti, è che tutti i fenomeni della nostra vita mentale, ossia creatività, percezione, immaginazione, memoria e il dimenticare (atto non sempre passivo ma anche attivo), l'attribuzione di valori politici, etici, affettivi, la pianificazione della nostra vita nel futuro, le emozioni, le decisioni, tutto ciò va ridotto a meccanismi neurologici causali e quindi rigidamente deterministici. Per capire quanto sia complessa la questione, è opportuno considerare come l'autonomia delle nostre capacità decisionali venga messa in discussione tanto
dal determinismo appena descritto che dall'indeterminismo e dall'idea che il caso giochi un ruolo fondamentale. Anche il caso non corrisponde a una libera scelta. I processi decisionali percorrono
due strade: la via dell'affettività, delle emozioni e degli istinti (legati al sistema limbico) e la via della razionalità (che si individua  nei lobi frontali). Quest'ultima via consente la valutazione delle convenienze, di pianificare il futuro ed è volta a dare risposta alle nostre aspettative in termini evolutivi: sicurezza, valorizzazione, procreazione. Dall'equilibrio tra via emotiva e via razionale prendono corpo le nostre decisioni e il nostro conseguente comportamento. È bene osservare che la maggioranza delle nostre decisioni viene razionalizzata (spiegata, giustificata) da noi stessi a decisione presa,
anche quando si tratta di decisioni di carattere morale.

Studiare le funzioni cerebrali.

 

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FIGURA 7 - L'autoreferenzialità del cervello: anche se la provenienza degli stimoli è esterna, è il cervello a stabilire il significato di ogni percezione e i criteri di interpretazione rimangono interni. In alto le figure dai "contorni illusori" di Kanisza. Quadrato e triangolo vengono percepiti come figure nonostante non vi siano contorni che li delimitano in modo preciso.
L'elettroencefalogramma e le tecniche di neuroimaging sono gli strumenti che hanno dato l'impulso maggiore allo studio della struttura e delle funzioni del cervello. L'elettroencefalogramma fu utilizzato per la prima volta alla fine degli anni '20 alla Friedrich Schiller Universität di Jena, ed oggi è diventata una pratica comune perché non invasiva. Il tracciato formato da onde di frequenza e ampiezza diverse è sostanzialmente la registrazione dell'attività elettrica cerebrale e mostra se in alcune aree questa attività è presente o alterata (ad esempio in pazienti affetti da epilessia). Con le nuove tecniche ad ago associate alla craniotomia, l'encefalogramma permette il mappaggio cerebrale intraoperatorio e, a livello sperimentale, lo studio dell'attività elettrica anche di un singolo neurone. È stato ed è quindi uno strumento di studio straordinario. Ad esempio nello studio dei processi decisionali, nel tracciato elettroencefalografico la cosiddetta curva di Crone informa dell'esistenza del potenziale di preparazione di potenza che si ha prima di cominciare un'azione meccanica (ad es. il movimento di un braccio). Nella regione precentrale ha inizio un'attività elettrica che lentamente aumenta fino al termine dell'azione. Un contributo notevole a questi studi è opera di Benjamin Libet (neurofisiologo del Mt Sinai Hospital di San Francisco), che ha ritenuto di  individuare il punto esatto della curva elettroencefalografica in cui la persona diventa cosciente di voler fare un movimento. Se questo corrispondesse al vero, significherebbe che quando decidiamo di compiere un movimento o di fare qualunque cosa, l'attività cerebrale è già in moto da mezzo secondo (che in questo contesto è un'eternità). Divenire coscienti di quanto si compie rientra in questo meccanismo, ma non è la volontà che provoca l'azione. La nostra volontà è soltanto uno dei momenti di un meccanismo puramente deterministico e materiale. Gli esperimenti di Libet hanno avuto una grande risonanza. La curiosità si giustifica col fatto che se questi risultati fossero confermati vi sarebbero notevoli implicazioni su come consideriamo il comportamento da un punto di vista morale e legale. Tra le tecniche di neurovisualizzazione il contributo maggiore è venuto dalla risonanza magnetica nucleare e dalla sua versione funzionale con la quale si possono studiare i rapporti spaziali
tra un tumore cerebrale e le aree funzionali circostanti. Con questa tecnica è possibile studiare i centri motori o del linguaggio che magari debbono essere identificati in vista di un'operazione in area adiacente affinché non vengano danneggiati. A livello sperimentale possiamo letteralmente osservare all'interno del cervello quali zone vengono attivate quando siamo invasi da stati d'animo che implicano l'eccitazione, un momento di paura, quando leggiamo, quando studiamo, quando parliamo. Quello che però le tecniche non ci dicono è che cosa realmente succede in quelle regioni quando noi siamo occupati in quelle attività. Anche se neuroimaging è diventato un aspetto talmente importante nello studio del cervello da spingere verso un tipo di studi che vengono definiti neuroetici, queste osservazioni non ci dicono nulla del piacere che ci deriva dall'ascolto della musica, dalla lettura di versi, dal piacere derivato da profumi o da immagini piacevoli.

Ragionare e decidere.

Per comprendere quali siano le principali implicazioni delle recenti scoperte neurofisiologiche sulla nostra capacità di ragionare e prendere decisioni, occorre fare un passo indietro. Come detto in precedenza, l'atto della decisione consiste di due momenti. Uno è il momento dell'affettività, ivi compresi gli influssi morali in gioco quando prendiamo una decisione. È il sistema limbico che entra in attività in questi casi. Il secondo momento riguarda la razionalità per la quale vengono attivati i lobi frontali. Questi due sistemi si mettono in moto nel prendere una decisione e pare – è un'acquisizione relativamente recente – che la decisione venga poi "convogliata" alla corteccia cingolare, una delle regioni attualmente più studiate. Quando si compie un atto volontario si ha una lunga attivazione della corteccia cingolata, una porzione di corteccia grande come il dito medio di una persona, che si trova alla base dell'emisfero, sopra il corpo calloso. La corteccia cingolata si atti-
va inoltre quando si commettono degli errori, in caso di conflitto e in caso di perdita di denaro. Riassumendo: il sistema limbico è il centro della nostra vita affettiva, nei lobi frontali è localizzata la nostra capacità razionale, mentre la corteccia cingolare è la sede finale per attuare ciò che affettività e razionalità hanno deciso. Un'esperienza molto interessante è venuta dallo studio dell'innamoramento e dell'eccitazione sessuale attraverso il neuroimaging. Mostrando ad un soggetto un'immagine ad alto contenuto sessuale (pornografica) si determinava nel soggetto stesso un
eccitamento del sistema limbico. Se si diceva successivamente alla persona: "Ma non ti vergogni?", l'eccitazione si annullava. Tutto avveniva all'interno del cervello. Quando proviamo sentimenti come rimorso o rammarico i lobi frontali entrano in funzione cercando di controllare l'effetto delle emozioni, e sono quindi la sede fondamentale della pianificazione del controllo degli impulsi, della socializzazione, del rispetto delle regole. Era opinione comune che i lobi frontali crescessero proporzionalmente in modo maggiore nel cervello umano rispetto a quello degli altri primati, ma è risultata una falsa convinzione. Il cervello cresce nella sua totalità nel processo evolutivo, e la proporzione dei lobi frontali rispetto al resto del cervello rimane costante. I pricincipali centri coinvolti nella volontà solo la corteccia cingolata inferiore, l'ipotalamo, l'insula e la corteccia frontale mediale.

Neuroscienze, etica ed arte

 

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FIGURA 8 - un'altra nota immagine ambigua in cui è possibile vedere un vaso e due profili umani.
Abbiamo detto, dunque. che la neurofisiologia studia i correlati neurali degli atti mentali e offre risposte scientifiche. Ma dipende da noi l'interpretazione di quest risposte in termini etici. Se le neuroscienze sono passate dall'equivalenza tra atti neurofisiologici e atti mentali a sostenerne l'identità (se gli studi futuri lo confermeranno), occorre dimostrare che il nostro sistema nervoso centrale non solo è necessario, me è sufficiente per i nostri atti mentali. Se si dimostrasse questo, ogni entità come lo spirito, l'anima e la mente incorporea diventerebbero del tutto superflue. Le condizioni da verificare per confermare questa identità sono due: la prima è neuronale, occorre cioè dimostrare che i neuroni nel loro complesso siano in grado di compiere l'atto mentale. E questo non è stato dimostrato, non esiste un dato incontroversibile che questo sia possibile, seppure le premesse razionalistiche lo suggeriscano. L'altro condizione è di carattere logico. Se il cervello è una macchina e se questa macchina agisce secondo regole sue proprie rigidamente deterministiche sulle quali noi non abbiamo potere perchè il funzionamento è già programmato, la nostra volontà ha carattere illusorio: non facciamo quello che vogliamo, ma vogliamo quello che facciamo. La materia decide ciò che succede e in noi si crea l'illusione di avere determinato la decisione. Certamente da questo punto di vista le neuroscienze invadono il campo dell'etica e della responsabilità. Se non sono libero di scegliere, non sono responsabile delle mie scelte. Vi è un notevole interesse anche dal punto di vista legale su questo aspetto con non pochi problemi interpretativi. I dati delle neuroscienze suggeriscono che la vita mentale e quindi il libero arbitrio è un'illusione. È indubbio però che anche il nostro sentirci liberi sia un dato, un fatto di cui occorre tener conto. Percepiamo che questo nostro problematico io esiste, e deve potersi rintracciare una motivazione a questo accadimento, occorre che sia di una
qualche utilità al cervello stesso, agli organi di senso, ai muscoli. Noi sentiamo quando un atto è totalmente libero e quando è condizionato e da che cosa. Questa percezione pur essendo un dato concreto, non è tenuto in conto dalla neurofisiologia e dalle neuroscienze. Comprensibilmente fatichiamo a distaccarci dalla versione dualistica delle cose. Una sorta di dualismo si riproduce in vari
campi della nostra vita psicologica e intellettiva. Si pensi al dualismo - in campo medico - che permane nel concepire ancora la differenza tra malattia organica  e malattia mentale, una divisione che ha portato a differenziare neurologia e psichiatria. Sotto l'aspetto epistemologico, la neurofisiologia e le neuroscienze si trovano in un paradosso di circolarità. Il cervello umano indaga su sé stesso, è  soggetto e oggetto di studio allo stesso tempo. Alcune interpretazioni (si pensi al funzionalismo) accostano il funzionamento del cervello a quello del computer. Questa metafora non è condivisa da chi
sostiene che le funzioni cerebrali siano irrimediabilmente legate al mezzo materiale nel quale avvengono. Questa metafora viene spessorifiutata anche considerando che dal punto di vista della  razionalità non siamo affidabili: il cervello "emotivo" sembra essere più attivo e determinante di quello razionale e in senso morale è causa della crudeltà e dell'atrocità nel comportamento umano. Il cervello emotivo domina il lato razionale. Anzi, attraverso la ragione tentiamo di razionalizzare scelte emotive che possono risultare aberranti. L'autoreferenzialità del cervello comporta che anche se la provenienza degli stimoli è esterna, è il cervello a stabilire il significato di ogni percezione e i criteri di interpretazione rimangono interni. Il filosofo John Locke concepiva il cervello (la mente) come
una tabula rasa su cui occorre cominciare a scrivere. Oggi si ritiene invece che la conoscenza innata sia la base di tutta la nostra conoscenza successiva. La conoscenza innata si può ritenere come l'insieme della conoscenzadel mondo esterno e del mondo interno, unitesi nel corso di innumerevoli generazioni nel genoma umano. Dunque, la conoscenza passa al genoma, non attraverso un trasferimento, ma attraverso un'acquisizione, portata dalla struttura cerebrale. Ad esempio le scimmie la prima volta che vedono un serpente hanno un terrore immediato, e questa reazione è dovuta a una conoscenza innata che viene trasmessa geneticamente. Alla conoscenza innata si affianca la conoscenza personale, ovvero il patrimonio di esperienze che si accumula durante la vita. Ed è ben visibile nella vita quotidiana come l'esperienza sia causa non solo di mutamenti caratteriali, ma di mutamenti che riguardano il nostro modo di vedere e di concepire la vita, i rapporti con gli altri. L'esperienza agisce direttamente sul cervello e lo cambia. Il noto neurofisiologo, G. Edelman, sostiene che la percezione non è definibile solo come atto di conoscenza, ma come atto di creatività perché crea il cervello diverso. La plasticità cerebrale muta anche grazie a segnali interni, oltre che esterni: fantasia, emozione, affettività hanno conseguenze sulla struttura fisica e chimica del cervello. Quanto esposto sopra fa capire come ogni atto, materiale o mentale, prodotto dal cervello, ne modifica anche la struttura. Il semplice pensiero del movimento determina qualcosa nella materia del nostro cervello; osservare un movimento o una espressione del viso di chi ci sta di fronte attiva i nostri neuroni specchio favorendo l'apprendimento e l'empatia. Grazie a questo effetto proviamo piacere per l'arte che, proprio perché  culla di emozioni, creatività, ideazione è così vicina alle neuroscienze. Alcuni artisti hanno avuto intuizioni che hanno aperto la strada a teorie scientifiche, ad esempio Freud ha scoperto e sviscerato l'inconscio quando Dostoevskij aveva già scritto i suoi capolavori con la descrizione introspettiva di personaggi validi sia per la letteratura che per la psicanalisi; il  complesso di Edipo prende spunto dalla tragedia greca; il Bovarismo e la cleptomania sono stati conosciuti come problema dopo il libro Madame  Bovary di Gustave Flaubert. Altre volte gli artisti sono i primi a recepire le nuove scoperte scientifiche o a comprendere il valore di dottrine filosofiche. La psicostoria dei racconti di fantascienza di Asimov è ad esempio l'enfatizzazione della  eoriadeterministica. La metafisica e il surrealismo sono correnti pittoriche che hanno preso ispirazione in campo scientifico.

Conclusioni.

In ambito neuroscientifico a proposito della circolarità del "cervello che studia se stesso", vi è chi sostiene che questo sia un vincolo determinante: è possibile che non si comprenderà mai fino in fondo il funzionamento di un sistema cognitivo, e che la natura intima del cervello rimanga anche nel futuro un mistero (è la posizione che più volte ha espresso Arnaldo Benini). In questa prospettiva occorrerebbe un sistema più complesso del cervello per comprendere lo stesso cervello. Comunque stiano le cose (esistono visioni più ottimistiche in proposito) la sfida delle neuroscienze rimane la comprensione dell'attività mentale: da un chilo e mezzo di sostanza gelatinosa prende corpo un mondo interiore a cui abbiamo dato il nome di mente, spirito, anima.

Storia delle neuroscienze

Tra la fine dell'Ottocento e la fine del XX secolo Se si considerano i tempi antichi è difficile distinguere inizialmente la storia delle neuroscienze dalla speculazione filosofica e scientifica e dal resto della medicina. Riportiamo di seguito alcune importanti tappe della storia delle neuroscienze.

II sec. d.C.
Il cervello è individuato come sede delle attività mentali da parte di Galeno di Pergamo.

XVII sec. d.C.
Dopo un lungo periodo di incertezza il cervello viene definitivamente accettato come generatore della vita mentale.

1664
Thomas Willis, considerato uno dei fondatori delle neuroscienze cliniche, pubblicò il più completo trattato di neuroanatomia del tempo, Cerebri Anatome, dove è descritto anche l'anello arterioso alla base del cervello che porta il suo nome poligono del Willis.

1791
La natura elettrica dell'azione nervosa viene svelata da Luigi Galvani (che in un noto esperimento stimola i muscoli delle zampe posteriori di una rana).

1808
Franz Joseph Gall propone la divisione funzionale del cervello: specifiche zone controllano specifiche funzioni.

1852
Hermann von Helmholtz (1821-1894): studiando la fisiologia delle rane scoprì la trasmissione elettrica nel sistema nervoso e capì anche che i colori sono un espediente del nostro cervello per  distinguere le lunghezze d'onda. Il mondo è solo una variazione di grigi.

1880
Pierre Paul Broca (1824-1880) e Karl Wernicke (1848-1905) forniscono il primo riscontro di localizzazioni cerebrali: le aree del linguaggio.

1889

Wilhelm Wundt allestisce il primo laboratorio di psicologia sperimentale a Lipsia.


1891
Wilhelm von Waldeyer-Hartz introduce il termine neurone.

1897
Charles Sherrington (1857-1952) diede il nome di sinapsi alle connessioni nervose e ne chiarì il funzionamento.

1903
Ivan Pavlov descrive il condizionamento classico (in quegli anni Edward Thorndike aveva descritto il condizionamento operante).

1906
Premio Nobel a Santiago Ramòn y Cajal (1852-1936) e a Camillo Golgi (1843-1926). Golgi espresse la teoria della "rete nervosa diffusa" e Cajal era invece convinto che  ogni neurone costituisse un'unità a sé stante (Teoria del Neurone) e scoprì le connessioni tra i neuroni.  Entrarono in conflitto anche al momento della consegna del premio.

1929
Karl Lashley tenta di localizzare la memoria nel cervello in un esperimento sui ratti. Hans Berger applica elettrodi al cuoio capelluto ottenendo l'elettrocenfalografia.

Anni '40

L'azione dei neuroni è spiegata mediante i gradienti di concentrazione e il movimento di ioni attraverso i pori della membrana da parte di Alan Hodking, Andrew Huxley e Bernaard Katz. 1949
Donald Hebb introduce una regola di apprendimento sinaptico (ora nota come regola di Hebb).

1955-60
Vernon Mountcastle, David Hubel e Torsten Wiesel effettuano registrazioni di una singola cellula della corteccia sensoriale.

1958
Arvid Carlsson scopre che la dopamina è un neurotrasmettitore del cervello.

1962

Si scopre che la sintesi proteica ha un ruolo nella formazione della memoria: si osserva che l'anatomia cerebrale dei roditori è alterata dall'esperienza.

1970
I cambiamenti delle sinapsi sono collegati all'apprendimento e all'immagazzinamento della memoria.

1976

Erwin Neher e Bert Sakmann sviluppano una tecnica per registrare l'attività di singoli canali ionici detta "path-clamp".

Fine anni '70
Si sviluppa la tecnica delle neuroimmagini.

Anni '90
Lo sviluppo neurale si trasforma da disciplina descrittiva a disciplina molecolare.

Riferimenti bibliografici:
Tabelle cronologiche delle neuroscienze in Le neuroscienze: abbattere le barriere scientifiche per lo studio del cervello e della mente di Eric. R. Kandel e Larry Squire in Le vie della scoperta scientifica. I più grandi scienziati raccontano  dove sta andando la scienza. Editori Riuniti, Roma 2004

Bibliografia

Introduzioni generali alle neuroscienze in lingua italiana.

M. F. Bear e altri, Neuroscienze. Esplorando il cervello, Elvesier Milano 2009
A. Oliverio, Prima lezione di neuroscienze, Edizioni Laterza, Roma Bari 2008
D. Purves e altri, Neuroscienze, Zanichelli Bologna 2010 (terza edizione italiana condotta sulla quarta edizione americana)
D. Purves, E. M. Brannon e altri, Neuroscienze Cognitive, Zanichelli Bologna 2010

Introduzioni tra neuroscienze e filosofia della mente

A. Benini, Che cosa sono io. Il cervello alla ricerca di se stesso, Garzanti, Milano 2009
A. Damasio, L'errore di Cartesio. Emozione, ragione e cervello umano, Adelphi, Milano 2000
G. Edelman, La materia della mente, Adelphi, Milano 1993
M. Di Francesco, Introduzione alla filosofia della mente, Carocci, Roma 2008

Letto 30628 volte Ultima modifica il Giovedì, 13 Gennaio 2011 11:16

Marco Ruini

marcoruini

Specialista in Neurochirurgia e Neurologia, Direttore Sanitario Centro Medico Anemos, Responsabile dei Centri di Chirurgia del rachide Ospedale di Suzzara (MN), Casa di Cura Salus Hospital (RE). Ospedale Civile di Fiorenzuola (Piacenza). Casa di Cura San Clemente (Mantova). Dirigente medico Villa Maria Cecilia di Cotignola (Ravenna). Dirigente medico presso la Neurochirurgia di Parma fino al 1998 e responsabile della Neurotraumatologia di Reggio Emilia dal 1998 al 2003.

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30/05/2013
06/06/2013
13/06/2013
20/06/2013

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Notiziario ufficiale della sno

In questo bollettino sno, alle pagine 6 e 7, è riportato un importante articolo che riguarda l'attovità di Marco Ruini e del Centro Anemos.
Vengono inoltre elencate le attività alle quali Marco Ruini e il Centro Anemos prendono parte, tra cui il volontariato per i Paesi emergenti umanitari proposti da sacerdoti o gruppi di missionari che aiutano progetti in varie zone del mondo.

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