Il cervello fantastico
Il cervello scolpisce non solo chi siamo, ma anche il mondo in cui viviamo. Ci dice cosa vedere, cosa ascoltare e cosa dire. Si espande per accogliere una nuova lingua o abilità che impariamo. Racconta storie quando dormiamo. Invia segnali di allarme e spinge il corpo a correre o combattere quando rileva un pericolo. Il cervello si adatta agli ambienti, quindi non siamo infastiditi da un odore costante in una vecchia casa o dal ronzio costante dell'aria condizionata. Il nostro cervello guarda al sole e dice al nostro corpo che ore sono. Il cervello immagazzina ricordi, sia dolorosi che piacevoli.
Ma tanto essenziale quanto il cervello è per la 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 questo circa 3 libbre. (1,4 chilogrammi) di massa di tessuto. A volte, i ricercatori possono intravedere un cervello umano o vedere cosa succede a una persona quando manca una grande parte del cervello. Altre volte, gli scienziati devono studiare i topi per saperne di più sul cervello dei mammiferi e quindi fare alcune ipotesi su come tali scoperte si collegano al nostro cervello.
Ecco alcune cose affascinanti che abbiamo imparato sul cervello nel 2018.
Un nuovo tipo di neurone
Non tutti i giorni gli scienziati scoprono un tipo completamente nuovo di cellula nel cervello umano, in particolare uno che non si trova nei soggetti non umani preferiti dai neuroscienziati, i topi. Il "neurone cinorrodo", così chiamato per il suo aspetto folto, aveva eluso gli scienziati fino a quest'anno, in parte perché è così raro.
Questa sfuggente cellula cerebrale costituisce solo circa il 10 percento del primo strato della neocorteccia, una delle parti più recenti del cervello in termini di evoluzione (il che significa che i lontani antenati degli umani moderni non avevano questa struttura). La neocorteccia svolge ruoli nella visione e nell'udito. I ricercatori non sanno ancora cosa fa il neurone del cinorrodo, ma hanno scoperto che si collega ad altri neuroni chiamati cellule piramidali, un tipo di neurone eccitatorio, e mette i freni su di loro.
U.D., il paziente di neuroscienze
Un ragazzo, noto nella letteratura medica come "U.D." un terzo dell'emisfero destro del suo cervello è stato rimosso quattro anni fa per ridurre i suoi attacchi debilitanti. La parte del cervello che è stata rimossa comprendeva il lato destro del suo lobo occipitale (il centro di elaborazione della visione del cervello) e la maggior parte del suo lobo temporale destro, il centro di elaborazione del suono del cervello. Ora 11 anni, U.D. non riesce a vedere il lato sinistro del suo mondo, ma funziona come gli altri della sua età nella cognizione e nell'elaborazione della visione, anche senza quella parte chiave del cervello.
Questo perché entrambe le parti del cervello elaborano la maggior parte degli aspetti della visione. Ma la destra è dominante nel rilevare i volti, mentre la sinistra è dominante nell'elaborare le parole, secondo un caso di studio scritto su U.D.
Questo studio mostra la plasticità del cervello; in assenza del centro di elaborazione della visione destro di U.D., il centro sinistro è intervenuto per compensare. In effetti, i ricercatori hanno scoperto che la parte sinistra del cervello degli Stati Uniti ha rilevato i volti esattamente come avrebbe fatto la destra.
Il cervello può contenere batteri
Il nostro cervello potrebbe essere pieno di batteri. Ma non preoccuparti: 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 al grande meeting scientifico annuale della Society for Neuroscience hanno scoperto che i nostri cervelli potrebbero effettivamente ospitare batteri innocui.
I ricercatori in quello studio avevano esaminato 34 cervelli post mortem, cercando differenze tra quelli con schizofrenia e quelli senza la condizione. Tuttavia, i ricercatori hanno continuato a imbattersi in oggetti a forma di bastoncino nelle loro immagini e queste forme si sono rivelate essere batteri.
I microrganismi sembravano abitare in alcuni punti del cervello più che in altri; quelle aree includevano l'ippocampo, la corteccia prefrontale e la sostantia nigra. I microbi sono stati trovati anche nelle cellule cerebrali chiamate astrociti che si trovavano vicino alla barriera emato-encefalica, la "parete di confine" che protegge il cervello.
I risultati non sono ancora stati pubblicati in una rivista peer-reviewed e sono necessarie ulteriori ricerche per confermare i risultati, hanno detto gli scienziati.
Il cervello è magnetico
Il nostro cervello è magnetico. O, almeno, i cervelli contengono particelle che possono essere magnetizzate. Ma gli scienziati non sanno davvero perché queste particelle siano nel cervello o da dove siano originate. Alcuni ricercatori ritengono che queste particelle magnetizzabili abbiano uno scopo biologico, mentre altri affermano 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, dimostrano che le particelle sono lì per un motivo. Questo perché in tutti i cervelli gli scienziati hanno esaminato - da sette persone morte nei primi anni '90 tra i 54 e gli 87 anni - le particelle magnetiche erano sempre concentrate nelle stesse aree. Gli investigatori hanno anche scoperto che la maggior parte delle parti del cervello conteneva questi piccoli magneti.
Molti cervelli di animali hanno anche particelle magnetiche e c'è persino qualche suggerimento che gli animali usino queste particelle per navigare. Inoltre, un tipo di batteri chiamati batteri magnetotattici usa le particelle per orientarsi nello spazio.
Virus responsabile della coscienza umana?
Un antico virus ha infettato 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 svolgono un ruolo vitale nella comunicazione tra le cellule cerebrali richiesta per il pensiero di ordine superiore.
Non è raro che gli esseri umani portino in giro frammenti di codice genetico virale; tra il 40% e l'80% circa 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 autismo o altri disturbi neurali.
I ricercatori ora sperano di capire l'esatto meccanismo attraverso il quale il gene Arc è entrato nel nostro genoma e che cosa esattamente sta dicendo alle nostre cellule cerebrali.
Giovani cellule nel vecchio cervello o nah?
I nostri corpi eliminano continuamente le vecchie cellule e ne creano di nuove. Ma per decenni, gli scienziati hanno creduto che questo turnover cellulare non avvenisse nell'invecchiamento del cervello. Negli ultimi anni, tuttavia, studi condotti sui topi - e alcuni primi studi condotti sull'uomo - hanno sollevato domande su questa nozione.
Quest'anno, un documento ha fornito quelle che potrebbero essere le prime forti prove del fatto che i cervelli più anziani producono nuove cellule. I ricercatori hanno studiato 28 cervelli post mortem non distratti da persone di età compresa tra 14 e 79 anni quando morirono. Gli scienziati hanno tagliato l'ippocampo di ogni cervello, un'area del cervello importante per l'apprendimento e la memoria, quindi hanno contato il numero di cellule giovani che non erano completamente mature. I ricercatori hanno scoperto che i cervelli più anziani avevano tante nuove cellule quante ne avevano i cervelli più giovani, ma che i cervelli più anziani creavano meno nuovi vasi sanguigni e connessioni tra le cellule cerebrali.
A complicare le cose, tuttavia, uno studio diverso, pubblicato un mese prima di questo, ha trovato il contrario, concludendo che il cervello adulto non crea nuove cellule nell'ippocampo. Il disaccordo potrebbe essere dovuto al modo in cui i cervelli sono stati preservati nei due studi e ai 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. Avrebbero potuto anche utilizzare diverse tecniche di conservazione che potrebbero influenzare le cellule.)
Il tuo cervello sotto stress
Cattive notizie: lo stress può restringere il cervello. Questo è secondo uno studio pubblicato nell'ottobre di quest'anno.
Nello studio, i ricercatori hanno esaminato più di 2000 persone sane di mezza età e hanno scoperto che le persone con livelli più alti di cortisolo, l'ormone dello stress, avevano volumi cerebrali leggermente inferiori rispetto alle persone con normali quantità dell'ormone. Anche le persone con livelli di cortisolo più elevati hanno ottenuto risultati peggiori nei test di memoria rispetto alle persone con livelli normali di ormone. Entrambi i risultati, va notato, sono associazioni tra stress e cervello e non risultati 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 tuo corpo in una risposta di lotta o fuga. Ma una volta terminata la parte stressante, i livelli di cortisolo dovrebbero diminuire. Non sempre lo fanno, comunque. 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 fisico, impegnandosi in tecniche di rilassamento e assumendo farmaci che riducono il cortisolo, potrebbe avere una serie di benefici, hanno detto i ricercatori.
Il tuo cervello ti fa sentire i tuoi passi?
Fai clic, fai clic, fai clic: potresti avere il cervello da ringraziare per averti risparmiato dall'udire 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. Ciò ha permesso alle creature di ascoltare 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 antirumore mentre il cervello si abituava a un suono specifico. Lo ha fatto accoppiando le cellule nella corteccia motoria, un'area del cervello coinvolta nel movimento, nella corteccia uditiva, un'area interessata dal suono. In poche parole, le cellule cerebrali nella corteccia motoria emettono segnali per bloccare le cellule cerebrali nella corteccia uditiva dall'attivazione dei propri segnali, essenzialmente disattivando la corteccia uditiva.
E sebbene lo studio sia stato condotto su topi, gli scienziati pensano che i risultati potrebbero applicarsi anche agli umani. Questo perché disponiamo già di sistemi simili. Ad esempio, il cervello dei pattinatori figura quali movimenti aspettarsi e i neuroni inibitori annullano i riflessi che impedirebbero a questi atleti di girare ed eseguire i loro pazzi giri.
I farmaci psichedelici possono cambiare la struttura delle cellule cerebrali
I farmaci psichedelici possono cambiare fisicamente la struttura delle cellule cerebrali, secondo un nuovo studio. Questa ricerca è stata condotta sulle cellule cerebrali nei piatti di laboratorio e negli animali, ma se i risultati sono validi per l'uomo, i risultati potrebbero significare che questi farmaci 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 ad accartocciarsi. E i loro rami - che i neuroni usano per parlare con altri neuroni - tendono a ritrarsi. Ma quando gli scienziati hanno aggiunto farmaci psichedelici tra cui l'LSD e l'MDMA alle 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 da parte del cervello o della colonna vertebrale, gli scienziati a volte si riferiscono alla loro massa come "il secondo cervello". Ma questa massa ha anche un nome scientifico: il sistema nervoso enterico. E un nuovo studio, condotto sui topi, mostra che il sistema è piuttosto intelligente; può sparare neuroni sincronizzati per stimolare i muscoli e coordinare la loro attività in modo che possa fare cose come spostare le feci fuori dal corpo.
Anche il cervello reale (quello nella tua testa) può farlo - sincronizzare il fuoco dei neuroni - nelle prime fasi dello sviluppo del cervello. Ciò significa che le azioni dei neuroni nell'intestino potrebbero essere una "proprietà primordiale" dai primi stadi dell'evoluzione del secondo cervello. Alcuni scienziati ipotizzano persino che il secondo cervello si sia evoluto prima del primo e che questo schema di accensione provenga dal primo cervello funzionante nel corpo.
