Affermare che ci distinguiamo dalle piante e dal resto del creato perchè siamo gli unici a possedere un’anima razionale o ragione non può soddisfare l’uomo del terzo millennio.
Per noi, la sfida è quella di provare a conoscere la natura biologica della nostra anima razionale, di come si è sviluppata nel corso dell’evoluzione e di come si sviluppa nel corso della nostra vita.
La mia non è una questione filosofica. Infatti, queste conoscenze potrebbero consentirci di migliorare le cure a coloro che manifestano un disordine dello sviluppo delle nostre abilità mentali.
Da 30 anni sono impegnato nel tentativo di provare a conoscere come diventiamo un organismo altamente cognitivo, da una prospettiva biologica.
Bisogna fare subito una precisazione: nulla in biologia ha senso se non alla luce dell’evoluzione.
L’evoluzione è un processo per cui le caratteristiche degli organismi all’interno di un gruppo cambiano di generazione in generazione per mezzo della selezione naturale che richiede l’adattamento del singolo organismo al proprio ambiente.
Una scienza cognitiva che non parte da questi presupposti non potrà percorrere molta strada nel percorso verso la conoscenza.
Sistemi nervosi (dapprima semplici e poi complessi e, dunque, cervelli) sono comparsi in conseguenza al fatto che gli organismi si sono evoluti per essere costituiti da molte cellule e, pertanto, necessitavano di un coordinamento.
Organismi unicellulari e colonie non necessitano di neuroni.
Negli organismi multicellulari la sopravvivenza della singola cellula diventa sussidiaria alla sopravvivenza dell’organismo complessivo rendendo obligatoria la cooperazione.
I sistemi nervosi sono costituiti da neuroni che possono comunicare a lunga distanza rapidissimamente.
I sistemi nervosi sono dispositivi sensori-motori.
La loro funzione è quella di aiutare l’organismo ad interagire con il suo ambiente allo scopo di rimanere in vita. Il compito del neurone è quello di comunicare il recettore all’effettore.
Pertanto, il sistema nervoso emerge per soddisfare una necessità, quella di consentire la comunicazione tra recettori sensoriali ed effettori motori.
Negli organismi complessi (primati) il sistema nervoso è formato da miliardi di neuroni con un numero elevatissimo di connessioni tra neuroni.
Affinchè si formi un cervello è necessario un’organizzazione e non una semplice fusione di cellule.
La plasticità neuronale (proprietà biologica dei neuroni) ha reso possibile modulare l’architettura dei cervelli in merito alle esigenze ambientali, consentendo alle varie parti del corpo non solo di rispondere come un’unità ma anche in modo adattivo rispetto alle modifiche ambientali.
Nei cervelli complessi, oltre ad un’organizzazione nucleare, troviamo anche un’organizzazione in rete.
Le reti nervose ricevono messaggi sensoriali dai nuclei, li selezionano e li integrano, trasmettono ai muscoli i comandi per le azioni adattive.
Come accennato sopra, negli organismi semplici i neuroni sono disposti in nuclei, in quelli complessi anche in reti.
L’unità fondamentale della rete nervosa (corteccia) è la colonna nucleare.
Nell’uomo abbonda la corteccia associativa.
La corteccia associativa può essere unimodale ed eteromodale.
La corteccia associativa unimodale riceve afferenze dalla corteccia sensoriale primaria di una specifica modalità sensoriale integrando informazioni relative a quella specifica sensazione.
La corteccia associativa eteromodale possiede connessioni bidirezionali sia con la corteccia associativa motoria che con quella associativa unimodale sensoriale che con quella limbica.
La corteccia associativa eteromodale si trova nei lobi frontali e nella giunzione temporo-parieto-occipitale.
Il cervello umano è apparentemente abbastanza simmetrico. Infatti, molte funzioni elementari sensitive e motorie sono simmetricamente distribuite tra emisfero destro e sinistro. Sappiamo anche che regioni omologhe della corteccia cerebrale dei due emisferi sono connesse tramite le fibre associative del corpo calloso.
Dalla clinica prima, e dalle neuroimmaging dopo, abbiamo conosciuto anche che alcune funzioni sono localizzate nel solo emisfero destro o sinistro (specializzazioni emisferiche). Pertanto, alcune nostre funzioni cerebrali sono sostenute da asimmetrie cerebrali.
Negli anni 60 del secolo scorso si notò che la circonvoluzione temporale superiore (planum temporale) nella maggioranza degli individui è più ampia a sinistra.
E’ logico chiedersi il perchè esistono asimmetrie cerebrali. Presumibilmente ha rappresentato un vantaggio selettivo. Ad esempio, per i primati, evitare la competizione tra i due arti superiori quando dovevano lanciare un sasso per difendersi rappresentava un vantaggio in quanto rendeva la risposta molto più veloce (in natura rispondere in ritardo può essere letale).
Negli esseri umani, l’asimmetria più evidente nel funzionamento cerebrale è costituita proprio dalla lateralizzazione della manualità.
A prescindere dall’uso della mano destra (nel 90%) o sinistra, è interessante rilevare che tutti siamo molto impacciati nell’eseguire alcuni compiti (scrivere, tagliare) con una delle due mani.
Questo significa che nei due cervelli ci sono asimmetrie (neurostati differenti). A sua volta, queste asimmetrie rappresentano il motivo per cui solo le lesioni all’emisfero specializzato provocano aprassia (disturbo della pianificazione del movimento).
Anche il linguaggio è un esempio molto noto di asimmetri emisferica. L’emisfero sinistro, infatti, è specializzato per il linguaggio nel 96% dei destrimani e nel 70% dei mancini.
A sua volta, l’emisfero destro mostra asimmetrie che lo specializzano in alcune funzioni non verbali (funzioni visuo-spaziali, nella percezione della musica e nell’attribuzione di un significato emotivo ad un evento).
In clinica possiamo trovarci di fronte a quadri clinici secondari a danno a carico di aree cerebrali localizzate in un unico emisfero (deficit), a quadri clinici secondari ad interruzione dei grossi fasci di connessione (da disconnessione) e a quadri clinici da disordine dello sviluppo delle asimmetrei interemisferiche (disordine del neurosviluppo della lateralità).
Dall’anatomia del sistema nervoso centrale abbiamo appreso che, grazie al sistema delle commissure il cervello destro ed il sinistro comunicano tra di loro.
Le commissure le troviamo anche a livello sottocorticale (mesencefalo, diencefalo). Questo significa che le asimmetrie tra le due metà del sistema nervoso, presumibilmente, sono comparse molto prima dei primati e dei mammifari.
Troviamo commissure sia tra le nostre cortecce antiche, commissura anteriore e fornice, e tra le neocortecce (corpo calloso).
Dunque, lo scambio di informazioni è presente a livello dell’archipallio o corteccia olfattiva (commissura anteriore), a livello di paleopallio o corteccia ippocampale (fornice), ed a livello di neopallio o corteccia a sei strati (corpo calloso).
Le fibre commissurali interconnettono aree corticali simmetriche dei due emisferi anche se esistono numerose connessioni eterotopiche.
Inoltre, sappiamo che la distribuzione delle fibre commissurali nella corteccia è molto ineguale visto che alcune aree corticali sono riccamente provviste di tali fibre mentre altre mancano di connessioni interemisferiche.
Ad esempio, il corpo calloso è formato da un terzo anteriore (ginocchio) che connette le cortecce prefrontali e misura 10 mm., da un terzo medio (tronco) che connette aree motorie, somatosensitive ed uditive e misura 3 mm., ed un terzo posteriore (splenio) che misura 15 mm. e contiene fibre coinvolte nel linguaggio.
Il corpo calloso, specie nei primati è una struttura le cui dimensioni superano largamente quelle di tutti gli altri tratti di fibre del cervello.
Sia nella filogenesi che nell’ontogenesi il corpo calloso si costituisce tardivamente rispetto alle altre commissure. Il suo accrescimento, infatti, è in relazione con lo sviluppo della neocorteccia.
Il corpo calloso, come le altre commissure, è implicato nei fenomeni di asimmetria funzionale emisferica. Infatti, consente di inibire alcuni neuroni di un emisfero favorendo la funzione dei neuroni dell’emisfero controlaterale.
Il neurosviluppo gioca un ruolo fondamentale (plasticità) nel processo di sviluppo delle asimmetrie interemisferiche o lateralità.
Ad esempio, quando una lesione nell’emisfero predisposto alla specializzazione del linguaggio si instaura nelle prime fasi della vita, il linguaggio sovente si “sposta” nell’altro emisfero, consentendo lo sviluppo dell’abilità.
A questo punto, volendoci occupare di clinica, dobbiamo necessariamente porci una domanda: cosa hanno di diverso i nostri cervelli da quello degli altri organismi?