Costruire e costruirsi un cervello migliore è possibile. Questa la buona notizia. Il cervello non è un unicum ma una struttura plurale; e non presenta alcuna rigidità precostituita se non quella acquisita in virtù di “cattive” abitudini (ammesso che ce ne siano di buone), oppure da malfunzionamenti dell’apparato sensoriale, percettivo e appercettivo. Il cervello ha un carattere versatile e dinamico. Ambienti idoneamente attrezzati per fungere da palestre stimolative, inducono ampliamenti fisici del cervello, che aumenta “miracolosamente” il suo peso. Nei ratti è stato possibile constatarlo, rilevando aumenti di peso sino al 9% del “normale”. «Nell’uomo, le indagini post mortem hanno mostrato che l’educazione aumenta le connessioni interneuronali. Un maggior numero di dendriti accresce la distanza tra i neuroni, aumentando così il volume e la densità del cervello»[1].
Un protagonista di spicco delle innovazioni e dei successi legati alla neuroplasticità (o plasticità sinaptica) è Michael Merzenich. Nato in Libano nel 1942, è divenuto professore emerito presso l’Università della California, San Francisco. Numerosi sono i suoi contribuiti nel campo delle neuroscienze. Usando complicate tecniche di mappatura con microelettrodi ad aghi, ha dimostrato l’esistenza di più mappe somatotopiche del corpo nel solco postcentrale, e più mappe tonotopico degli ingressi acustiche nel piano temporale superiore. In altre parole, le mappe non sono né immutabili né universali, mentre le loro dimensioni variano da individuo a individuo. Inoltre, «mostrò che la forma delle nostre mappe cerebrali si modifica a seconda di ciò che facciamo nel corso della nostra vita»[2]. Merzenich sostiene che l’esercizio di una capacità nuova, in condizioni adeguate, può modificare milioni e probabilmente miliardi di connessioni neurali nella mappa cerebrale.
La maggior parte dei critici sostiene che la esiste, ma sarebbe limitata alla fase infantile, allorché il cervello è massimamente duttile. Non ve ne sarebbe in fase adulta. Naturalmente, Merzenich non è di questo parere, e afferma che è possibile ricablare il cervello di chiunque[3]. «Quando diciamo che i neuroni si “ricablano” autonomamente, intendiamo dire le alterazioni sinaitiche rinforzano e aumentano, oppure indeboliscono e diminuiscono il numero di connessioni interneuronali»[4]. Ebbene, tramite alcune sperimentazioni è stato possibile estendere l’ipotesi della neuroplasticità anche agli adulti.
«La maggior parte di noi pensa al cervello come a un contenitore, che riempiamo con ciò che apprendiamo. Quando cerchiamo di interrompere una cattiva abitudine, pensiamo che la soluzione stia semplicemente nel mettere qualcos’altro nel contenitore. Ma quando acquisiamo un’abitudine negativa, questa guadagna un controllo sempre maggiore della mappa cerebrale, impedendo che quello spazio venga occupato da abitudini “positive”. Ecco perché disapprendere è spesso più difficile che imparare, e perché l’educazione nell’infanzia, prima cioè che le cattive abitudini diventino “competitive”, è così importante»[5]. Il problema non deve tuttavia consistere nel disapprendere qualcosa per immettere qualcos’altro di nuovo nel contenitore. Altrimenti si finirebbe per sostituire un’abitudine con un’altra. Ciò che è importante fare è apprendere un’abitudine positiva, impiegando una dualità di senso contrario o anche oppositivo[6]. In tal modo, l’abitudine negativa riceve un contraccolpo in grado, con il tempo, di neutralizzarla.
Come si può scongiurare l’azione di un’abitudine? Sfruttando il principio della «sincronizzazione degli input sensoriali». Neuroni che vengono attivati contemporaneamente si legano fra loro divenendo un unicum. Oppure: neuroni che non si attivano insieme non si legano fra loro. Chiediamoci cosa accadrebbe se s’invertissero le diramazioni nervose dell’indice e del pollice, cioè se si collegasse l’indice all’area deputata al pollice e il pollice all’area deputata all’indice[7]. Ebbene, ci si aspetterebbe che toccando l’indice si attivi l’area cerebrale del pollice e toccando il pollice quella dell’indice. Invece no, toccando l’indice si attiva quella dell’indice, anche se non connessa. E se si tocca il pollice si attiva quella del pollice anche se connessa all’indice. Occorre tuttavia attendere, secondo gli esperimenti condotti da Merzenich – almeno sette mesi. Sorprendente, no?
«Alcuni scienziati verificarono le scoperte di Merzenich sull’uomo. Alcune persone nascono con una condizione nota come “sindattilia”, cioè le dita sono fuse tra loro. Due soggetti affetti da questa malformazione vennero sottoposti a mappatura, e il neuroimaging evidenziò che avevano un’unica grande mappa per entrambe le dita anziché una per ciascun dito»[8]. In sostanza, se le dita si muovono insieme, s’instaura un’unità modulare nel cervello, per cui i corrispondenti neuroni si connettono divenendo un unicum. In realtà, nella fattispecie della “sindattilia”, la malformazione era congenita, perciò le due aree sono risultate unite sin dalla nascita. Quando poi i soggetti vennero sottoposti ad intervento chirurgico di separazione delle dita, ciò che prima appariva unito si scinde: la mappatura dopo alcuni mesi ha rilevato la separazione delle due mappe, una per ciascun dito.
Ma in che modo le mappe si riorganizzano topograficamente? «Quando diciamo che una mappa cerebrale è organizzata topograficamente, intendiamo dire che la mappa segue la medesima disposizione del corpo. Ad esempio, il dito medio si trova tra l’indice e l’anulare. Lo stesso accade nelle mappe cerebrali: la mappa del medio si trova tra quella dell’indice e quella dell’anulare. Questa disposizione topografica è funzionale, poiché parti del cervello che lavorano spesso insieme si trovano vicine nella mappa cerebrale, in modo che i segnali non debbano compiere lunghi percorsi nel cervello»[9] Ne deriva una conclusione plausibile: «una disposizione topografica emerge poiché molte delle nostre attività quotidiane implicano delle sequenze ripetute secondo un ordine fisso»[10]. Dal momento che il pollice e l’indice toccano gli oggetti quasi sempre insieme, inviando simultaneamente al cervello i rispettivi segnali, le mappe cerebrali del pollice e dell’indice, proprio perché vicine, tendono a unirsi, generando un’unica area.
L’area contiene neuroni. Se si amplia, i neuroni hanno più spazio e lavorano meglio. È quando s’impara qualcosa, dopo un lungo esercizio, acquisendo un’abilità, che l’area si amplia, rendendo i neuroni più efficienti. Sicché, più s’impara più s’imparerà. Anche più rapidamente. Ciò che si è imparato non deve comunque costituire un ostacolo ad imparare qualcosa di diverso, perché solo predisponendoci ad imparare qualcosa di diverso si può spingere le strutture mentali e motorie ad riorganizzarsi e ampliarsi.
«Limitarvi a eseguire i passi di danza che avete imparato anni fa non aiuterà la vostra corteccia motoria a rimanere in forma. Per mantenere viva la mente è necessario imparare qualcosa di veramente nuovo e con grande concentrazione. Ciò vi permetterà di fissare nuovi ricordi, e il vostro sistema sarà in grado di preservare e accedere facilmente ai ricordi del passato»[11].
L’arrivo di Bill Jenkins nel laboratorio di Merzenich inaugurò una nuova fase di ricerche. Jenkins era uno studioso comportamentista[12], interessato a capire come avvengono i processi di apprendimento. Da esperimenti condotti dai due scienziati, emersero ulteriori dati in favore della neuroplasticità. In particolare, essi rilevarono che man mano che una mente impara nuove cose, le diverse aree si espandono, al punto che i neuroni sono in grado di elaborare dati più rapidamente. «La rapidità del pensiero è essenziale per la nostra sopravvivenza. Le cose spesso accadono all’improvviso e se il cervello è lento può perdere delle informazioni importanti»[13] e agire quando è già troppo tardi. L’espansione delle aree cerebrali in seguito ad apprendimento indica tutta una serie di modifiche comportamentali, che significa non chiamare più in causa certe aree. Si pensi al pianista in erba, che si esercita a suonare mettendo in funzione pressoché tutti i muscoli della parte superiore del corpo: polso, braccio, spalla, collo. Man mano che si esercita, smette di utilizzare tutti i muscoli allo scopo di concentrare tutta l’attenzione sulle singole dita. Il tocco diviene allora più leggero, e il pianista comincia a suonare con grazia. Non sono impiegati più i moltissimi neuroni di prima – corrispondenti a tutti i muscoli che prima erano attivati – ma pochi neuroni: quelli delle dita, liberando gli altri per altre attività. Il pianista ha acquisito un’abilità. Ma anche una sorta di libertà.
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[1] N. Doidge, Il cervello infinito, tr. it. F. Zago, Adriano Salani Editore, Milano 2014, p. 57.
[2] Ivi, p. 62.
[3] Più precisamente si parla di «periodo critico» per indicare quello (infantile) della massima duttilità del cervello. Konrad Lorenz dimostrò che anatroccoli esposti a un essere umano anche solo per quindici ore di seguito, finivano per “affezionarsi” e legarsi a quella persona seguendone gli spostamenti, piuttosto che alla madre biologica. Il fenomeno fu chiamato dal grande etologo viennese «imprinting». Ma era stato Freud a proporre la nozione di periodo critico, per indicare quella fase della nostra vita in cui si assiste a una fase di sviluppo particolarmente accentuata, capace di condizionare gran parte della vita successiva.
[4] Ivi, p. 67.
[5] Ivi, p. 73.
[6] Va da sé l’importanza di riuscire a trovare affermazioni e negazioni, tesi e antitesi, in termini di contraddittori (più che come semplici contrari), avendo dimestichezza di filosofia e di logica.
[7] Il macabro esperimento è stato realmente eseguito da Merzenich su scimmie adolescenti.
[8] Ivi, p. 77.
[9] Ivi, p. 78.
[10] Ibidem.
[11] Ivi, p. 101.
[12] Da notare che molti neuroscienziati di estrazione comportamentista – e lo stesso Ivan Pavlov – si sono persuasi della validità dell’ipotesi neuroplastica, contribuendo a svilupparne gli studi, anche con notevoli risultati, come nel caso di Edward Taub, che ha saputo escogitare una tecnica riabilitativa per persone che hanno subito lesioni neurologiche da ictus o altra causa. La plasticità può costituire, a parere di Taub, essa stessa un problema, rivelandosi causa di patologie – l’acufene, per esempio, sarebbe il risultato di una modificazione plastica della corteccia uditiva. L’idea è quella di ricostituire – attraverso pratiche specifiche e intensive – la mappa cerebrale “normale”. E nel caso in cui in cui sia stata danneggiata, ricostituire, attraverso la stimolazione dei neuroni “vicini” quella parte non più attiva. Si tratta in particolare di produrre «germogli» o rami connettivi. «Se un neurone moriva o non riceveva più segnali, i dendriti di un neurone adiacente erano in grado di crescere da uno a tre millimetri per compensare la perdita» (Ivi, p. 175. Almeno così si credeva in un primo momento. Ma la perseveranza di Taub condusse molti neuroscienziati a doversi ricredere. Si dimostrò infatti la riorganizzazione di una mappa cerebrale fino a toccare «quattordici millimetri» (ivi, p. 177). «Non solo il cervello reagiva al danno con la crescita di nuovi dendriti all’interno delle singole aree, ma […] la riorganizzazione poteva coinvolgere ampie regioni in modo trasversale» (ibidem). L’ictus, tra tutte le condizioni mediche, è fra le più terribili: si manifesta con la morte di una parte di cervello. Taub ha mostrato che sia possibile intervenire, sfruttando la plasticità del cervello: c’è la possibilità che altri tessuti assumano il controllo di quelli compromessi, inducendo un “miracoloso” recupero del paziente.
[13] Ivi, pp. 80-81.
