LA CORTECCIA CEREBRALE
ORIGINI
E CONSEGUENZE DELLA SUA CONFORMAZIONE
(SETTIMA PARTE)
6. GENETICA E SVILUPPO AIUTERANNO A TROVARE DELLE RISPOSTE. I cervelli di persone legate da stretti vincoli di parentela, presentano una somiglianza morfologica che consente talora di distinguerli agevolmente da quelli di persone estranee alla famiglia. Questa similarità, che richiama la somiglianza fisionomica e quella di ogni altra espressione fenotipica, denuncia una chiara origine genetica. E’ dunque certo che specifici programmi genetici contengano il piano degli eventi che porta alla definizione delle parti, ma non è ancora noto il modo in cui tale programmazione sia attuata. Si ipotizza che i processi genetici controllino la temporizzazione dello sviluppo della corteccia ma, dopo la nascita delle cellule nervose, la loro migrazione nelle sedi di maturazione e l’interconnessione nei circuiti, entrino in funzione semplici forze fisiche in grado di dare forma al cervello, mediante l’auto-organizzazione delle reti in quell’insieme definito connectoma. Questa combinazione, secondo Hilgetag e Barbas, potrebbe spiegare la costanza con la quale sono presenti le circonvoluzioni principali in tutti i cervelli e la notevole variazione individuale dei giri minori, diversi anche fra gemelli monozigoti[1].
In questa ottica, si attribuisce una notevole importanza a conseguenze ed epifenomeni di quanto è specificato dall’azione dei geni. Tali processi, sviluppandosi simultaneamente, sono verosimilmente interdipendenti nei loro effetti che, pertanto, è difficile ricondurre a semplici fattori causali. Per queste ragioni è probabile che presto si possa giungere a definire il programma genetico che stabilisce la forma e la posizione, ad esempio, delle circonvoluzioni pre-centrale e post-centrale, ma più difficilmente si troverà il motivo della dimensione e della conformazione di specifiche pieghe anastomotiche e di passaggio della corteccia di un singolo individuo. Per quest’ultimo scopo è infatti necessario avere nozioni generali sul peso delle forze in gioco, e poi provare ad applicarle, come si fa con le regole matematiche per la risoluzione di un problema. Alcuni gruppi di ricerca stanno provando a ricavare tali nozioni da modelli computazionali dello sviluppo cerebrale che si basano su una grande quantità di dati descrittivi, e su pochissimi elementi che possano consentire di decifrare la logica dei microprocessi[2]. Perché le simulazioni possano fornire nuovi indizi utili a compiere passi decisivi, dovremmo disporre di dati che ci consentano fini distinzioni tipologiche e temporali nella miriade di processi che collegano le varie aree e strutture corticali in formazione.
Sulla base delle conoscenze attuali, le malformazioni corticali umane sono descritte come disturbi della migrazione dei neuroni (neuronal migration disorders, NMD) e generalmente raggruppate in due classi: lissencefalia e microgiria.
La lissencefalia costituisce un’ampia classe di malformazioni caratterizzate da una superficie emisferica liscia che ricorda quella degli animali lissencefali, con circonvoluzioni scarse o virtualmente assenti. Lo spessore corticale è normale, ma il numero dei neuroni è sensibilmente ridotto. In alcune forme della disgenesia, la proteina LIS-1, espressa nel neuroepitelio ventricolare e responsabile della regolazione dei livelli del messaggero lipidico PAF (platelet activating factor), è mutata. In particolare, nella sindrome di Miller-Dieker, caratterizzata da lissencefalia classica (tipo 1) e segni facciali tipici, si hanno delezioni contigue in 17p13.3 che interessano LIS1: come questa mutazione si traduca in un difetto di migrazione cellulare non è ancora noto.
Nella polimicrogiria la superficie cerebrale, che appare densamente convoluta, non si discosta molto dal normale, ma la corteccia è estremamente sottile. Si ritiene che in questa disgenesia il numero di unità proliferative e di colonne ontogenetiche sia normale, ma ciascuna colonna contenga un basso numero di neuroni a causa di un tasso ridotto di proliferazione e/o migrazione, o per un aumentato livello di morte cellulare.
Molto c’è ancora da scoprire per poter avviare su basi sicure uno studio che decifri tutti i meccanismi che portano all’organizzazione strutturale della corteccia cerebrale.
In cima alla lista dei desideri dei morfologi dell’evoluzione corticale c’è il poter disporre di una tavola cronologica completa dello sviluppo di tutti i tipi di connessioni. Marcando le cellule nervose di animali, si potrebbe determinare l’esatto momento in cui nel cervello fetale compare una determinata area; cosa che consentirebbe di modificare lo sviluppo dei singoli strati della corteccia o di specifici neuroni, studiandone le conseguenze. Disporre di dati dettagliati e certi sulla sequenza degli eventi che portano alla costituzione dell’organizzazione microscopica della corteccia potrebbe aiutare a comprendere, oltre alle condizioni già citate[3], numerosi disturbi di interesse neurologico[4] e psichiatrico, comprese differenze individuali nella risposta psichica a frustrazioni, traumi, variazioni di parametri fisiologici e malattie generali.
Gli
autori della nota ringraziano Giuseppe Perrella, presidente della Società
Nazionale di Neuroscienze BM&L-Italia, autore di una relazione su questo
argomento dalla quale è ampiamente tratto il testo “La Corteccia Cerebrale.
Origini e conseguenze dalla sua conformazione”, successivamente suddiviso in parti
per la pubblicazione fra le “Note e Notizie”.
[Tipologia del testo: RELAZIONE DI
AGGIORNAMENTO]
[1] Vedi i già citati articoli di Hilgetag C. C. & Barbas
H.
[2] In proposito vogliamo notare, anche per un doveroso
riconoscimento dello straordinario lavoro che è stato compiuto nel campo della
neurobiologia dello sviluppo da quando Rakic nel 1971 dimostrava la migrazione
dei neuroblasti lungo le fibre radiali della glia, che si dispone di un vasto corpus
di conoscenze, nell’ambito del quale si tenta di mettere in rapporto le azioni
di singoli geni con i meccanismi dell’organizzazione evolutiva. Si consiglia, a
chi voglia introdursi allo studio dello sviluppo del sistema nervoso, il
capitolo Development of the nervous system (pp. 241-274) dell’ultima
edizione del Gray’s Anatomy [Susan Standring (editor in chief) Gray’s
Anatomy – The Anatomical Basis of Clinical Practice. Elsevier, 2005]. In questo
trattato sono anche descritti i due principali modelli che sono stati proposti
per spiegare l’origine complessa dell’organizzazione corticale.
[3] schizofrenia, autismo, sindrome di Williams ed altri
disturbi simili a questi per manifestazioni cliniche.
[4] Si ritiene che alcuni tipi di epilessia che insorgono nell’infanzia
potrebbero avere spiegazione patogenetica in un’alterata morfogenesi corticale.