10 cose che abbiamo imparato sul cervello nel 2018

L’incredibile cervello

Il cervello scolpisce non solo chi siamo ma anche il mondo che sperimentiamo. Ci dice cosa vedere, cosa sentire e cosa dire. Si espande per accogliere una nuova lingua o un’abilità che impariamo. Racconta storie quando dormiamo. Manda segnali di allarme e sprona il corpo a correre o combattere quando avverte il pericolo. Il cervello si adatta agli ambienti, così non siamo infastiditi da un odore costante in una vecchia casa o dal ronzio costante dell’aria condizionata. Il nostro cervello guarda il sole e dice al nostro corpo che ora è. Il cervello immagazzina ricordi, sia dolorosi che piacevoli.

Ma per quanto il cervello sia essenziale alla nostra esistenza, è ancora misterioso per noi come un pianeta di una galassia lontana. Anche nel 2018, i neuroscienziati stanno ancora scoprendo fatti fondamentali su questa massa di tessuto di circa 1,4 kg. A volte, i ricercatori riescono a dare un’occhiata a un cervello umano o a vedere cosa succede a una persona quando manca una gran parte del cervello. Altre volte, gli scienziati devono studiare i topi per imparare di più sui cervelli dei mammiferi e poi fare qualche congettura su come quei risultati si riferiscono ai nostri cervelli.

Ecco alcune cose affascinanti che abbiamo imparato sul cervello nel 2018.

Un nuovo tipo di neurone

Non capita tutti i giorni che gli scienziati scoprano un tipo di cellula completamente nuovo nel cervello umano, specialmente uno che non si trova nei soggetti non umani preferiti dai neuroscienziati, i topi. Il “neurone della rosa canina”, così chiamato per il suo aspetto cespuglioso, era sfuggito agli scienziati fino a quest’anno, in parte perché è così raro.

Questa sfuggente cellula cerebrale costituisce solo circa il 10 per cento del primo strato della neocorteccia, una delle parti più recenti del cervello in termini di evoluzione (ciò significa che i lontani antenati degli esseri umani moderni non avevano questa struttura). La neocorteccia svolge ruoli nella visione e nell’udito. I ricercatori non sanno ancora cosa fa il neurone della rosa canina, ma hanno scoperto che si collega ad altri neuroni chiamati cellule piramidali, un tipo di neurone eccitatorio, e li frena.

U.D, il paziente della neuroscienza

Un ragazzo, conosciuto nella letteratura medica come “U.D.”, ha avuto un terzo dell’emisfero destro del suo cervello rimosso quattro anni fa per ridurre le sue crisi debilitanti. La parte del cervello che fu rimossa includeva il lato destro del lobo occipitale (il centro di elaborazione della visione del cervello) e la maggior parte del lobo temporale destro, il centro di elaborazione del suono del cervello. Ora, all’età di 11 anni, U.D. non può vedere il lato sinistro del suo mondo, ma funziona bene come gli altri della sua età nella cognizione e nell’elaborazione della visione, anche senza quella parte chiave del cervello.

Questo perché entrambi i lati del cervello elaborano la maggior parte degli aspetti della visione. Ma la destra è dominante nell’individuazione dei volti, mentre la sinistra è dominante nell’elaborazione delle parole, secondo uno studio di caso scritto su U.D.

Quello studio mostra la plasticità del cervello; in assenza del centro destro di elaborazione della visione di U.D., il centro sinistro è intervenuto per compensare. Infatti, i ricercatori hanno scoperto che la parte sinistra del cervello di U.D. ha rilevato i volti proprio come avrebbe fatto la destra.

Il cervello può contenere batteri

Il nostro cervello potrebbe pullulare di batteri. Ma non preoccupatevi – non sembra che causino alcun danno.

In precedenza, gli scienziati pensavano che il cervello fosse un ambiente privo di batteri e che la presenza di microbi fosse un segno di malattia. Ma i risultati preliminari di uno studio presentato quest’anno alla grande riunione scientifica annuale della Society for Neuroscience hanno scoperto che il nostro cervello potrebbe effettivamente ospitare batteri innocui.

I ricercatori di quello studio avevano esaminato 34 cervelli postmortem, cercando le differenze tra quelli con schizofrenia e quelli senza la condizione. Tuttavia, i ricercatori continuavano ad imbattersi in oggetti a forma di asta nelle loro immagini, e queste forme si sono rivelate essere batteri.

I microrganismi sembravano abitare in alcuni punti del cervello più che in altri; queste aree includevano l’ippocampo, la corteccia prefrontale e la substantia nigra. I microbi sono stati trovati anche in cellule cerebrali chiamate astrociti che erano vicino alla barriera emato-encefalica, il “muro di confine” che protegge il cervello.

I risultati non sono stati pubblicati in una rivista peer-reviewed ancora, e ulteriori ricerche sono necessarie per confermare i risultati, gli scienziati hanno detto.

Il cervello è magnetico

I nostri cervelli sono magnetici. O, almeno, il cervello contiene particelle che possono essere magnetizzate. Ma gli scienziati non sanno davvero perché queste particelle sono nel cervello o dove hanno avuto origine. Alcuni ricercatori credono che queste particelle magnetizzabili abbiano uno scopo biologico, mentre altri dicono che le particelle sono entrate nel cervello a causa della contaminazione ambientale.

Quest’anno, gli scienziati hanno mappato dove si trovano queste particelle nel cervello. I risultati del loro studio, hanno detto i ricercatori, forniscono la prova che le particelle sono lì per un motivo. Questo perché in tutti i cervelli che gli scienziati hanno esaminato – da sette persone che sono morte nei primi anni ’90 tra i 54 e 87 anni – le particelle magnetiche erano sempre concentrate nelle stesse aree. I ricercatori hanno anche scoperto che la maggior parte del cervello conteneva questi piccoli magneti.

Molti cervelli di animali hanno anche particelle magnetiche, e c’è anche qualche suggerimento che gli animali usano queste particelle per navigare. Inoltre, un tipo di batteri chiamati batteri magnetotattici usano le particelle per orientarsi nello spazio.

Virus responsabile della coscienza umana?

Un antico virus ha infettato le persone molto tempo fa, e questo invasore ha lasciato il suo codice genetico nel nostro DNA. Quest’anno, i ricercatori hanno scoperto che frammenti di quell’antico DNA virale giocano un ruolo vitale nella comunicazione tra le cellule del cervello, necessaria per il pensiero di ordine superiore.

Non è raro che gli esseri umani si portino dietro frammenti di codice genetico virale; circa il 40-80% del genoma umano è costituito da geni lasciati dai virus.

Nello studio di quest’anno, i ricercatori hanno scoperto che un gene virale chiamato Arc impacchetta altre informazioni genetiche e le invia da una cellula nervosa alla successiva. Questo gene aiuta anche le cellule a riorganizzarsi nel tempo. Inoltre, i problemi con il gene Arc tendono a verificarsi nelle persone che hanno l’autismo o altri disturbi neurali.

I ricercatori ora sperano di capire il meccanismo esatto con cui il gene Arc è entrato nel nostro genoma e cosa esattamente sta dicendo alle nostre cellule cerebrali.

Cellule giovani in cervelli vecchi o no?

Il nostro corpo smaltisce continuamente le cellule vecchie e ne crea di nuove. Ma per decenni, gli scienziati hanno creduto che questo ricambio di cellule non avvenisse nei cervelli che invecchiano. Negli ultimi anni, tuttavia, gli studi fatti nei topi – e alcuni primi studi fatti negli esseri umani – hanno sollevato domande su questa nozione.

Quest’anno, un documento ha fornito quella che potrebbe essere la prima forte prova che i cervelli più vecchi fanno nuove cellule. I ricercatori hanno studiato 28 cervelli postmortem, non malati, di persone che avevano dai 14 ai 79 anni quando sono morte. Gli scienziati hanno affettato l’ippocampo di ogni cervello, un’area del cervello importante per l’apprendimento e la memoria, poi hanno contato il numero di cellule giovani che non erano completamente mature. I ricercatori hanno scoperto che i cervelli più vecchi avevano tante nuove cellule quante i cervelli più giovani, ma che i cervelli più vecchi producevano meno nuovi vasi sanguigni e connessioni tra le cellule cerebrali.

Per complicare le cose, tuttavia, un altro studio, pubblicato un mese prima di questo, ha trovato il contrario, concludendo che il cervello adulto non produce nuove cellule nell’ippocampo. Il disaccordo potrebbe essere dovuto al modo in cui i cervelli sono stati conservati nei due studi e i tipi di cervelli che sono stati esaminati. (Lo studio precedente ha esaminato cervelli con diverse condizioni di salute, mentre la ricerca successiva ha esaminato solo cervelli non malati. Potrebbero anche aver usato diverse tecniche di conservazione che potrebbero influenzare le cellule.)

Il tuo cervello sullo stress

Bad news: Lo stress può ridurre il cervello. Questo secondo uno studio pubblicato nell’ottobre di quest’anno.

Nello studio, i ricercatori hanno esaminato più di 2.000 persone sane di mezza età e hanno scoperto che quelli con livelli più elevati di cortisolo, l’ormone dello stress, avevano volumi cerebrali leggermente più piccoli rispetto alle persone con quantità normali di questo ormone. Le persone con livelli più elevati di cortisolo anche eseguito più male su test di memoria rispetto alle persone con livelli normali dell’ormone. Entrambi i risultati, va notato, sono associazioni tra lo stress e il cervello e non risultati di causa-effetto.

Lo stress è normale per il corpo: Durante i momenti di stress, i livelli di cortisolo aumentano insieme a quelli di un altro ormone, l’adrenalina. Questi ormoni lavorano insieme per gettare il corpo in una risposta di lotta o fuga. Ma una volta che la parte stressante è finita, i livelli di cortisolo dovrebbero diminuire. Tuttavia, non sempre lo fanno. Alcune persone, specialmente in questa vita moderna, possono avere livelli elevati di cortisolo per lunghi periodi di tempo. Ridurre lo stress – ad esempio dormendo meglio, facendo esercizio, impegnandosi in tecniche di rilassamento e prendendo farmaci che riducono il cortisolo – potrebbe avere una serie di benefici, hanno detto i ricercatori.

Il tuo cervello ti fa sentire i tuoi passi?

Click, click, click: Potresti ringraziare il tuo cervello per averti risparmiato di sentire ogni singolo passo che fai. Uno studio condotto sui topi quest’anno ha scoperto che il cervello del topo ha cancellato il suono dei passi della creatura. Questo ha permesso alle creature di sentire meglio altri suoni nei loro dintorni, come i rumori di un predatore.

I ricercatori hanno scoperto che il cervello del topo ha costruito un filtro per il rumore come il cervello si è acclimatato a un suono specifico. Lo ha fatto accoppiando le cellule della corteccia motoria, un’area del cervello che è coinvolta con il movimento, alla corteccia uditiva, un’area coinvolta con il suono. In poche parole, le cellule cerebrali nella corteccia motoria sparano segnali per bloccare le cellule cerebrali nella corteccia uditiva di sparare i propri segnali – essenzialmente mutando la corteccia uditiva.

E anche se lo studio è stato fatto nei topi, gli scienziati pensano che i risultati potrebbero applicarsi anche agli esseri umani. Questo perché abbiamo già sistemi simili in atto. Per esempio, il cervello dei pattinatori di figura impara quali movimenti aspettarsi, e i neuroni inibitori annullano i riflessi che impedirebbero a questi atleti di girare ed eseguire le loro folli piroette.

Le droghe psichedeliche possono cambiare la struttura delle cellule cerebrali

Le droghe psichedeliche possono fisicamente cambiare la struttura delle cellule del cervello, secondo un nuovo studio. Questa ricerca è stata condotta su cellule cerebrali in piatti di laboratorio e negli animali, ma se i risultati sono validi per gli esseri umani, i risultati potrebbero significare che queste droghe possono aiutare le persone che hanno alcuni disturbi dell’umore.

Questo perché nelle persone con depressione, ansia o altri disturbi dell’umore, i neuroni nella corteccia prefrontale, una parte del cervello importante per il controllo delle emozioni, tendono a ridursi. E i loro rami – che i neuroni usano per parlare con altri neuroni – tendono a ritrarsi. Ma quando gli scienziati hanno aggiunto droghe psichedeliche tra cui LSD e MDMA a piastre di Petri con neuroni di ratto, hanno scoperto che il numero di connessioni e rami nelle cellule nervose è aumentato.

Un secondo cervello nell’intestino?

Milioni di cellule cerebrali vivono nell’intestino crasso, e poiché queste cellule funzionano senza alcuna istruzione dal cervello o dalla spina dorsale, gli scienziati a volte si riferiscono alla massa di esse come “il secondo cervello”. Ma questa massa ha anche un nome scientifico: il sistema nervoso enterico. E un nuovo studio, fatto nei topi, mostra che il sistema è piuttosto intelligente; può sparare neuroni sincronizzati per stimolare i muscoli e coordinare la loro attività in modo da poter fare cose come spostare le feci fuori dal corpo.

Il cervello vero e proprio (quello nella tua testa) può anche fare questo – sincronizzare l’accensione dei neuroni – nelle prime fasi dello sviluppo del cervello. Questo significa che le azioni dei neuroni nell’intestino potrebbero essere una “proprietà primordiale” delle prime fasi dell’evoluzione del secondo cervello. Alcuni scienziati ipotizzano addirittura che il secondo cervello si sia evoluto prima del primo e che questo modello di sparo provenga dal primo cervello funzionante nel corpo.