Neurogenesi e neuroplasticità del cervello

Per lungo tempo si è creduto che il cervello adulto fosse un organo immutabile, destinato solo a invecchiare e a perdere cellule. Le neuroscienze degli ultimi decenni hanno ribaltato questa idea: il cervello nasce, cresce e si trasforma per tutta la vita grazie a due fenomeni fondamentali, la neurogenesi e la neuroplasticità. In questo articolo ripercorriamo il rapporto tra cervello e mente, le scoperte che hanno mostrato la nascita di nuovi neuroni anche in età adulta e il ruolo dei neuroni specchio come base dell’empatia e del comportamento sociale.

Il mistero del cervello e della mente

Lo studio del cervello e della mente rappresenta da sempre, per i neuroscienziati, il problema dei problemi (Vizioli). È una questione resa particolarmente ardua dal fatto che cervello e mente sono al tempo stesso soggetto e oggetto dell’indagine: usiamo il cervello per studiare il cervello. Non stupisce che, per descriverli, si ricorra spesso a termini come mistero ed enigma. Eccles, uno dei grandi neurofisiologi del Novecento, parlava di un processo misterioso, tra i più grandi del creato, che forse non sarà mai del tutto risolvibile. In effetti, della struttura e del funzionamento di questi due organismi conosciamo ancora poco.

Dal dualismo al “Mind-Brain Problem”

Negli ultimi anni, nel trattare la materia, si tende a usare la parola cervello al posto di quella di corpo, e il concetto ricorrente è il cosiddetto Mind-Brain Problem. Molti studiosi parlano di problema cervello perché ritengono che non esistano eventi mentali distinti, ma soltanto eventi cerebrali: la mente sarebbe l’esito di uno stato fisico, e uno stato mentale, in sostanza, uno stato del cervello. Kandel ha scritto in proposito che tutti i processi psichici, normali e anormali, sono funzioni del cervello. Siamo dunque molto lontani dal dualismo metafisico tra anima, intesa come sostanza immateriale ed eterna, e cervello, sostanza materiale, teorizzato da Platone e Cartesio.

Neurogenesi e neuroplasticità: un cervello in continua evoluzione

Il cervello, scrive Michela Matteoli nel suo libro La fioritura dei neuroni (Sonzogno, 2024), siamo noi. L’immagine della fioritura si riferisce alla neurogenesi, cioè alla formazione di nuove cellule nervose, un processo che può avvenire nel corso di tutta la vita. È stato il biologo Joseph Altman a fornire, nel 1965, la prima prova della neurogenesi nell’adulto, grazie a esperimenti condotti su roditori. Successivamente la nascita di neuroni nel cervello adulto è stata confermata da studi su canarini, roditori, maiale e macaco.

Il ruolo delle sinapsi

Il cervello ha la capacità di rinfoltirsi e di rinverdire per mezzo delle sinapsi, termine introdotto da C. S. Sherrington nel 1897 per indicare il punto di contiguità tra due neuroni. Tenere allenato il cervello attraverso nuove conoscenze ed esperienze significa attivare continuamente neuroni o interi sistemi di neuroni, contrastando l’invecchiamento e il declino cognitivo. Ogni nuova esperienza, ogni nuova conoscenza modifica la quantità e la qualità delle sinapsi: è questa plasticità che rende il cervello un organo capace di riscriversi di continuo.

Il cervello, in altre parole, è plastico perché può cambiare se stesso. È stato il neuroscienziato Eric Kandel, a partire dagli anni Sessanta, a scoprire come il processo di apprendimento avvenga attraverso il rafforzamento delle sinapsi, studiando una lumachina di mare, l’Aplysia californica, con un sistema nervoso abbastanza semplice da poter essere analizzato in dettaglio. Un dato apre inoltre prospettive terapeutiche importanti: se i neuroni sono presenti ma non funzionano e risultano atrofizzati, in linea di principio, secondo D. Swaab, è possibile riattivarli.

I neuroni specchio: la base dell’empatia e del comportamento sociale

Una buona istruzione, un lavoro impegnativo e una vita attiva anche in età avanzata riducono le probabilità di contrarre patologie degenerative. L’idea che l’attivazione delle cellule nervose eserciti un effetto protettivo contro l’invecchiamento è stata sintetizzata da Swaab con una formula divenuta celebre: use it or lose it, usalo altrimenti lo perdi. Il cervello, come un muscolo, si mantiene efficiente se viene sollecitato.

Riconoscere le emozioni degli altri

In questa visione assumono un ruolo speciale i neuroni specchio, che ci permettono di riconoscere le emozioni degli altri. Osservare qualcuno che compie un’azione con la mano stimola le stesse cellule nervose che si attivano quando quell’azione la compiamo noi. Per questo i neuroni specchio sono considerati la base del nostro apprendimento per imitazione. Non a caso i neonati con meno di un’ora di vita sono già in grado di imitare i movimenti della bocca degli adulti (Swaab).

I neuroni specchio rendono inoltre possibile comprendere le emozioni altrui e costituiscono pertanto la base dell’empatia. L’empatia viene descritta come la capacità di vedere il mondo dal punto di vista di un’altra persona e di provarne sentimenti ed emozioni. È anche il fondamento dell’agire morale: negli animali sono stati osservati molti esempi di autentico comportamento morale, segno che le radici della moralità affondano nella nostra storia biologica prima ancora che in quella culturale.

Se ne può trarre una conclusione che tiene insieme le due facce della nostra natura: gli esseri umani non solo sono i primati più violenti, ma anche quelli più empatici. La stessa plasticità che ci permette di apprendere, imitare e trasformarci è ciò che rende possibile tanto la crudeltà quanto la compassione.

Domande frequenti

Qual è la differenza tra neurogenesi e neuroplasticità?

La neurogenesi è la formazione di nuove cellule nervose, dimostrata anche nel cervello adulto a partire dagli esperimenti di Joseph Altman del 1965. La neuroplasticità è invece la capacità del cervello di modificare le proprie connessioni, cioè le sinapsi, in risposta alle esperienze. Sono due facce dello stesso processo di trasformazione continua.

Il cervello adulto può davvero cambiare?

Sì. La vecchia idea di un cervello adulto immutabile è stata superata. Gli studi di Eric Kandel sull’Aplysia californica hanno mostrato che l’apprendimento avviene rafforzando le sinapsi, e secondo Swaab neuroni atrofizzati ma ancora presenti possono, in linea di principio, essere riattivati.

Che cosa sono i neuroni specchio?

Sono cellule nervose che si attivano sia quando compiamo un’azione sia quando osserviamo qualcun altro compierla. Costituiscono la base dell’apprendimento per imitazione e dell’empatia, permettendoci di comprendere e condividere le emozioni degli altri.

Come si mantiene il cervello in salute?

Stimolarlo con nuove conoscenze ed esperienze modifica la quantità e la qualità delle sinapsi e contrasta il declino cognitivo. Istruzione, attività lavorativa impegnativa e una vita attiva anche in età avanzata riducono il rischio di patologie degenerative, secondo il principio use it or lose it.

Il cervello non è un organo fisso ma un sistema che si rigenera e si riorganizza per tutta la vita. Neurogenesi e neuroplasticità mostrano che possiamo continuare a formare neuroni e a rimodellare le sinapsi, mentre i neuroni specchio ci ricordano che apprendimento ed empatia condividono la stessa radice biologica. Tenere attivo il cervello, letteralmente, aiuta a non perderlo.