Abbiamo visto, in un precedente lavoro (Il cervello - nel cuore del sistema che ciò che ci differenzia da altre forme (viventi o meno) presenti in Natura, è data dalla complessità di un organismo in cui, ciascuna cellula è in grado di vivere di luce propria ma, solo quelle del sistema nervoso prosencefalico sono idonee a metterci in condizione di capire chi siamo, sul piano introspettivo.

Reti neurogliali e stati di coscienza

Gli esperti presumono che, alla base dei diversi stati di consapevolizzazione o delle attività totalmente inconsapevoli (che rappresentano la maggior parte delle funzionalità cerebrali) vi sia un processo di cambiamento di connessioni (in termini di rafforzamento o inibizione sinaptica) nelle reti neuronali e nevrogliali e nei "dialoghi" corrispondenti, della durata di qualche secondo, che provoca un cambiamento nell’elaborazione locale delle informazioni, mediante una sincronizzazione strategica conseguente all’accumulo di sostanze come neurotrasmettori, neuropeptidi e ormoni.

Le abitudini e le "modifiche" neurali

Dal punto di vista sperimentale, si è potuto constatare che gli elaborati che portano alla creazione delle abitudini, mettono in atto una trasformazione a carico delle reti neurali (neuroni e nevroglia interconnessi) le quali creano circuiti che "sfuggono" alle zone cerebrali deputate al controllo consapevole, per un maggior rendimento in termini di velocità e di ottimizzazione metabolica.

Ogni apparato del nostro organismo, è composto da una serie di organi. Ogni organo è strutturato in base ad un tessuto peculiare, le cui mattonelle sono rappresentate dalle cellule. Per il tessuto nervoso, i costituenti cellulari sono:

• Neuroni;
• Nevroglia.

Quali che siano i tipi cellulari, nel sistema nervoso centrale dialogano fra loro prevalentemente mediante sinapsi e, la forma prevalente di trasmissione sinaptica è quella chimica. Le cellule della glia, pare che prevedano prevalentemente sinapsi elettriche che, connettendole, le mettono in comunicazione fra loro. Ad esempio, si ipotizza che, sempre nel Sistema Nervoso Centrale, gli Astrociti connessi in tal modo, formino una specie di rete la cui stimolazione elettrica si propaga come un’onda, la cui esistenza fornisce una prova della presenza di trasmissione dei segnali in tali cellule. Quindi, contrariamente a quello che si ipotizzava fino a qualche anno addietro, le cellule gliali (come aveva ipotizzato negli anni settanta del secolo scorso, Giovanni Russo) si possono considerare qualcosa di più e di meglio di semplici elementi di sostegno.

Secondo il neurobiologo Gerald Edelman, pur essendo all’inizio di una rivoluzione per ciò che riguarda le neuroscienze, ancora non conosciamo in maniera soddisfacente il ruolo dell’85% di tutte le cellule che stanno nel sistema nervoso: le cellule gliali. Appunto.

A questo proposito, pur avendone parlato piuttosto approfonditamente in altri articoli, non guasta riprendere il discorso cercando, magari, di fornire altri dettagli interessanti.

Di questa grande famiglia, esistono diversi sottogruppi

Microglia (Sono elementi di piccole dimensioni, con nucleo e citoplasma densi. Posseggono filamenti brevi ricoperti di spine)

Cellule Capsulari o Satelliti

Oligodendroglia (Costituita da piccole cellule munite di un modesto numero di sottili prolungamenti. Circondano il corpo dei neuroni del sistema nervoso centrale e lo rivestono di mielina)

Cellule di Schwann (Rivestono gli assoni dei neuroni periferici)

Astrociti (Rappresentano la categoria più numerosa. Nella varietà fibrosa, predominano nella sostanza bianca, in quella protoplasmatica, più grande, predominano nella sostanza grigia.)

Ependìma (Costituisce l’epitelio che riveste le cavità dei ventricoli cerebrali e del canale centrale del midollo spinale)

Quali sono le funzioni studiate abbastanza bene ?

• Gli Oligodendrociti (in periferia) e cellule di Schwann (nelle zone più zone "centrali") producono la guaina mielinica che riveste le fibre nervose cosiddette veloci, da 80 metri al secondo.
• La Microglia in collaborazione con gli Astrociti, al pari dei macrofagi, svolge il ruolo di spazzino in grado di eliminare detriti dall’area cerebrale in caso di lesioni; in caso di stati patologici, ritraggono i filamenti e diventano mobili, per intervenire nei processi di difesa.
• Le cellule ependimali, sarebbero responsabili della formazione del liquor cefalorachidiano: l’ipotesi è che, mediante il ritmo cranio sacrale (che consente al liquor di muoversi in tutto il Sistema Nervoso Centrale con un flusso pari a 8 - 12 "onde" al minuto), riescano a inviare flussi di informazione di tipo bioumorale (come elemento aggiuntivo neuromodulatoriale).
• Per gli Astrociti il discorso è veramente interessante. Svolgono un ruolo fondamentale nella formazione della Barriera Emato - Encefalica, insieme alle cellule endoteliali dei capillari sanguigni (praticamente, partendo dal principio che in ogni cellula esistono i presupposti fondamentali per la costruzione di strategie operative, è come se gli Astrociti avessero il potere di consentire o negare, comunque regolandolo ad hoc, l’accesso a sostanze "amiche" o "nemiche"); attuano una lenta depolarizzazione e assumono, inattivandoli, alcuni neurotrasmettitori liberati dalle terminazioni sinaptiche; formano una rete che riveste i neuroni e fibre nervose; attuano una connessione fra i vasi sanguigni e la Pia Madre; insieme agli Oligodendrociti intervengono nella riparazione di lesioni nel S.N.C. occupando gli spazi dei neuroni degenerati; insieme agli altri tipi, isolano i neuroni (con funzione paramielinica) fino alle zone sinaptiche e presinaptiche; insieme agli altri tipi, partecipano alla conduzione nervosa, attraverso una lenta depolarizzazione e un’inattivazione di alcuni neurotrasmettitori, a livello sinaptico (Serotonina, Dopamina, Gaba, Norepinefrina)

Molte altre sono in via di definizione

Un recente studio italiano effettuato dal dipartimento di Scienze biomediche sperimentali dell’Università di Padova, suggerisce un ruolo insospettato per gli Astrociti. Dagli esperimenti effettuati si è osservato che, affinché il cervello possa "attivarsi", gli Astrociti devono prima ordinare la vasodilatazione dei capillari che irrorano il tessuto cerebrale. In questo modo, aumenta la quantità di ossigeno disponibile nei neuroni possono produrre e utilizzare più energia.

I Neuroni

I neuroni, rappresentano solo il 10% delle cellule presenti nel Sistema nervoso La loro struttura anatomica, prevede:

Corpo (altrimenti definito "soma" o "pericario") - presenta numerose isole di reticolo endoplasmatico granulare che costituiscono la cosiddetta sostanza tigroide (corpi di Nissl o zolle tigroidi). Sono inoltre presenti numerosi mitocondri, apparati di Golgi, lisosomi e spesso anche corpi pigmentati derivanti da processi di lisi cellulare. Sono presenti inoltre neurofilamenti e neurotubuli (citoscheletro).

Dendriti - In numero vario, ricevono gli impulsi dalla periferia, (assenti nei neuroni unipolari), molto ramificati e mai molto lunghi, con citoplasma molto simile a quello del soma.

Assone (o "neurite" ) - Da cui partono gli impulsi per la periferia. C’è sempre ed è unico, può essere molto lungo con ramificazioni più scarse e di solito presenti all’estremità. Le terminazioni del neurite si dilatano nei bottoni sinaptici, mediante cui il neurone prende rapporto con altre cellule. Il neurite è caratterizzato da neurofilamenti e neurotubuli, che servono per il trasporto delle vescicole sinaptiche (trasporto assonico), contenenti i mediatori chimici sintetizzati nel soma e assemblate dall’apparato di Golgi, fino ai bottoni sinaptici. Mancano, nel neurite, il reticolo granulare, i ribosomi e l’apparato di Golgi. Il neurite può essere coperto da manicotti mielinici formati dalle cellule di Schwann o dagli oligodendrociti, nel qual caso si parla di fibre mieliniche, oppure non possedere tale avvolgimenti, anche se le cellule gliali isolano sempre l’assone, nel qual caso si parla di fibre amieliniche.

Prendiamo spunto da questa bella immagine d’insieme per porre l’attenzione sul rapporto di "forze" in termini di strategia e operatività, nel sistema nervoso, a proposito di neuroni e nevroglia. Da quello che si può notare, l’Astrocita si trova in diretto contatto con un capillare da cui trae l’ossigeno che servirà ad attivare le reazioni mitocondriali che produrranno l’energia necessaria ad attivare l’intero sistema nervoso. Inoltre, altri particolari "illuminanti" sono i seguenti:

- Anzitutto il contatto assonico fra Astrocita e neurone (questo sta a significare che l’Astrocita "modula" l’attivazione neuronale "a suo piacimento")

- Poi, il controllo esercitato, sempre dall’Astrocita, sui bottoncini pre e post sinaptici del neurone (questo significa che l’Astrocita controlla qualità e quantità di rilascio e assorbimento dei neurotrasmettitori; tutto ciò ci spiega che l’efficacia degli psicofarmaci, che agiscono, appunto sui neurotrasmettitori, è direttamente proporzionale alla sinergia astrocitaria: in pratica un farmaco funziona" in base alla "collaborazione" offerta da chi lo assume, circa la disponibilità coerente di aiutarsi a star bene, sul piano psicologico.

Legenda figura

Lo ione ferrico (Fe³⁺) legato alla transferrina presente nel lume endoteliale (parte interna del capillare sanguigno), si lega al recettore della transferrina 1 (TfR1) della membrana delle cellule endoteliali che introduce questo complesso negli endosomi, dove lo ione Fe³⁺ è ridotto a ferroso Fe²⁺. Lo ione ferroso Fe²⁺ viene trasportato nel citosol (che è la sostanza gelatinosa che costituisce la porzione interna della cellula) mediante il DMT1 (Trasportatore Metallico Divalente 1) e quindi esportato nel fluido extracellulare aiutato dall’azione della ferroportina.

La ceruloplasmina, espressa nei processi astrocitari, ossida nuovamente lo ione ferroso a ferrico, che si lega alla transferrina. La transferrina è la principale sorgente di ferro per i neuroni. Lo ione ferroso può anche legarsi all’adenosin trifosfato ATP o al citrato rilasciato dagli astrociti ed essere trasportato nella forma di ferro non legato alla transferrina (NTBI), che è la sorgente di ferro per gli oligodendrociti e astrociti. Gli oligodendrociti sintetizzano la transferrina, che potrebbe avere un ruolo nel trasporto del ferro lungo i suoi processi. Nel citosol, i depositi di proteina ferritina catturano e riducono i livelli di ferro libero. La mitoferrina (non mostrata) trasporta il ferro all’interno dei mitocondri, dove la frataxina facilita la biosintesi dei clusters ferro/sulfurei (Fe/S).

"Il ferro è essenziale per molteplici funzioni del SNC, includenti la sintesi del DNA, l’espressione genica, la mielinizzazione, la neurotrasmissione, il trasporto degli elettroni a livello mitocondriale. Molte proteine implicate nella sua omeostasi sono coinvolte in disordini associati con un anormale metabolismo del ferro. Una conoscenza di base dei meccanismi implicati nell’omeostasi del ferro è di rilevanza clinica per l’accumulo o la deplezione di ferro intracellulare che potrebbe danneggiare la funzione normale e promuovere morte cellulare. Il ferro si accumula in regioni selettive del cervello durante l’età, nelle malattie neurodegenerative acquisite come l’Alzheimer, il Parkinson e in alcuni disordini genetici come la neurodegenerazione con accumulo di ferro nel cervello (NBIA). Disregolazione dell’omeostasi del ferro è anche una caratteristica critica di atassia di Friedreich (FA). Il link tra il ferro e le malattie neurodegenerative fornisce potenziali target terapeutici per questi disordini" (Traduzione dall’inglese, ad opera della dott.ssa Fernanda Annesi - Biologa CNR).

"L’uomo fa dei movimenti inutili, all’apparenza. Per questo è superiore alla macchina" (Marcello Marchesi)

I Neuroni specchio

Si presume siano la base dei rapporti interpersonali. Parliamo di un prerequisito inconsapevolmente condiviso da tutte le persone e capace di aprire la possibilità di un contatto profondo tra loro, costruendo al contempo un ponte verso la "conoscenza", concetto da interpretarsi nella più ampia delle sue accezioni. Lo scienziato che ne ha scoperto e dimostrato l’esistenza, il Prof. Vittorio Gallese e la sua equipe dell’Università di Parma, lo chiama: "Sistema multiplo di condivisione dell’intersoggettività". In pratica, una complessità essenziale per stabilire relazioni empatiche tra individui diversi

"Per capire se stesso l’uomo ha bisogno di essere capito dall’altro. Per essere capito dall’altro l’uomo ha bisogno di capire l’altro" (Jorge Luis Borges).

Questo è il nodo cruciale, la riflessione che ci viene da fare quando, dopo momenti trascorsi in uno stato di apparente indifferenza, siamo costretti ad affrontare emozioni incontrollabili. Avviene ogni volta che siamo in comunicazione o in contatto con l’altro, fuori da sé. Amore. Odio. Gioia. Dolore. Felicità. Tristezza. Ma non solo. Il sistema dei "Neuroni Specchio", può essere la chiave per svelare anche altri segreti meno ovvi: quelli collegati all’osservazione di un’azione, di un comportamento e delle sue finalità. Un esempio: l’agire artistico che, come scriveva Vincent Van Gogh, "... nell’arte dà forma alle superfici; ma sono le immagini del profondo che, d’un tratto, la increspano".

Questo tipo di neuroni, è stato Individuato nei primati, (Lemuri, scimmie e uomo moderno) e in alcuni uccelli. Nell’uomo è localizzato

nell’area di Broca e

nella corteccia parietale inferiore del cervello. Alcuni scienziati considerano la scoperta dei neuroni specchio una delle più importanti della neuroscienza, negli ultimi dieci anni.

La scoperta

Negli anni ’80 e ’90 Giacomo Rizzolatti lavorando con

Leonardo Fogassi

Durante ogni esperimento era registrato il comportamento dei singoli neuroni nel cervello della scimmia mentre le si permetteva di accedere a frammenti di cibo, in modo da misurare la risposta neuronale a specifici movimenti.

Come molte altre notevoli scoperte, quella dei neuroni specchio fu dovuta al caso.

Lo stesso Rizzolatti racconta che, mentre Fogassi prendeva una banana in un cesto di frutta preparato per degli esperimenti con una scimmia, alcuni neuroni dell’animale avevano reagito. Come poteva essere accaduto questo, se la scimmia non si era mossa e, soprattutto, se fino ad allora si pensava che quei neuroni si attivassero soltanto per funzioni motorie? In un primo momento gli sperimentatori pensarono si trattasse di un difetto nelle misure o un guasto nella strumentazione, ma tutto risultò a posto e le reazioni si manifestarono di nuovo, non appena fu ripetuta l’azione dell’afferrare.

Più recentemente, prove ottenute tramite fMRI, PET, EEG e test comportamentali hanno dimostrato che nel cervello umano esistono sistemi simili e molto sviluppati. Sono state identificate con precisione le regioni che rispondono all’azione- osservazione. Data l’analogia genetica fra primati (compreso l’uomo), non è affatto sorprendente che queste regioni cerebrali siano strettamente analoghe in essi.

Localizzazione topografica dei neuroni specchio

Nella scimmia i neuroni specchio sono stati localizzati nella circonvoluzione frontale inferiore e nel lobo parietale inferiore. Questi neuroni sono attivi quando le scimmie compiono certe azioni, ma essi si attivano anche quando vedono compiere da altri la stessa specifica azione. Utilizzando la risonanza magnetica funzionale per immagini (fMRI, la stimolazione magnetica transcranica (TMS) e l’elettroencefalogramma (EEG), i ricercatori hanno dimostrato che nel cervello umano esiste un sistema analogo.

Il sistema neuronale specchio nell’uomo

L’osservazione diretta dei neuroni specchio è più difficile nell’uomo che non nelle scimmie. Mentre in queste ultime si possono osservare i singoli neuroni, nell’uomo si possono osservare le attivazioni solo attraverso variazioni nel flusso sanguigno dovute ad esse. Però, il fatto che si possano trovare, tra l’altro, nella corteccia frontale e parietale, ci fa trarre delle interessanti conclusioni:

• La corteccia del lobo parietale è, prevalentemente, coinvolta, nel percepire l’identità del proprio corpo e nella pianificazione dei movimenti in relazione al tempo e allo spazio. In questo modo, possiamo costruirci immagini tridimensionali, avere cognizione della nostra collocazione nello spazio e comprendere concetti spaziali astratti (mappe e simbologie).
• Le aree associative del lobo frontale sede, fra l’altro, del centro di Broca (destinato al controllo della sintassi verbale e alla produzione del linguaggio) si distinguono in un’area prefrontale (che consente di agire e parlare secondo una pianificazione adeguata al contesto, a risolvere problemi e ad esaminare il contenuto di idee da trasformare in azioni) ed in una orbitofrontale ( potrebbe essere considerata come sede dell’etica e della morale)

Questo significa che, il sistema specchio può attivare una compartecipazione empatica fra mondo esterno e mondo interno, in grado di consentire una contestualizzazione spazio - temporale, una risonanza con l’altro diverso da noi, con il quale è possibile stabilire un "contatto" verbale incisivo e incidente, nel pieno rispetto della reciproca sensibilità e vulnerabilità In base a ciò, è stato anche proposto di collegare il sistema specchio con le patologie della conoscenza e della comunicazione, in particolare l’autismo.

Il significato profondo di "sistema specchio"

Il grande fisico, matematico ed epistemologo Henri Poincaré sosteneva (fin dal 1913) che le coordinate spaziali intorno al nostro corpo e quindi il nostro rapporto con gli oggetti e le persone che ci circondano coinvolgevano le parti fondamentali del nostro sistema nervoso, per cui il coordinamento con il nostro "esterno" non sarebbe una conquista dell’individuo ma della specie.

Da quando i neuroni specchio sono stati scoperti, vi sono state molte ricerche sulla loro evoluzione e sui loro rapporti con l’evoluzione del linguaggio e della comunicazione più in generale, proprio perché nell’uomo i neuroni specchio sono stati localizzati vicino all’area di Broca. Ciò ha comportato la convinzione (per alcuni la prova) che il linguaggio umano si sia evoluto tramite l’informazione trasmessa con le prestazioni gestuali e che infine il sistema specchio sia stato capace di comprendere e codificare e decodificare. Ormai è certo che tale sistema ha tutto il potenziale necessario per fornire un meccanismo di comprensione delle azioni e per l’apprendimento attraverso l’imitazione e la simulazione del comportamento altrui. In questo senso è opportuno ribadire che il riconoscimento non avviene soltanto a livello motorio ma con il riconoscimento vero e proprio dell’azione, intesa come evento biofisico. Questo, tra l’altro, rappresenta la prova del fatto che siamo individui di relazione e non esseri asociali, pure nel rispetto della prevalenza del rapporto con se stessi.

I neuroni specchio permettono di spiegare fisiologicamente la relazione con l’altro, ad esempio l’imitazione. Il punto è, però: quanto ha, di effettivamente sociale, questo spazio governato dai neuroni specchio? La società è fatta di persone che possono sempre essere fraintese, e possono agire - ovviamente - in modo diverso da me. Perché ci sia libertà bisogna che non si sia obbligati, nemmeno dai propri neuroni, a imitare i propri simili. Che aiuto ci forniscono i neuroni specchio per costruire una teoria naturalistica della società, in cui siano presenti tanto gli aspetti di consonanza che quelli di dissonanza?

(Tratto da "Le Scienze" - Maggio 2009, n. 489)

Continuando il discorso precedente, si è scoperto che, ogni giorno, migliaia di cellule nuove sono generate nel cervello adulto, in particolare nell’ippocampo, una struttura importante nell’apprendimento e nella memoria. Nell’arco di un paio di settimane, però, la maggior parte dei nuovi neuroni è destinata a morire, a meno che il soggetto sia stimolato a imparare qualcosa di nuovo. L’apprendimento, in particolare quello che richiede consistente impegno mentale, può mantenere in vita questi neuroni. Anche se non sembrano coinvolti nella maggior parte delle forme di apprendimento, questi neuroni avrebbero un ruolo nella previsione del futuro sulla base di esperienze passate. Incrementare la neurogenesi potrebbe quindi rallentare il declino cognitivo e mantenere in forma il cervello sano. (Tracey J. Shors)

Conclusioni

"Ogni bambino è in qualche misura un genio, così come ogni genio resta in qualche modo un bambino" (Arthur Schopenhauer).

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