COSA RENDE UNICO IL CERVELLO UMANO

 

 

(QUARTO INCONTROprima parte)

 

 

Ecco il resoconto della prima parte del quarto appuntamento, dedicato alla comparazione mediante metodiche di neuroimaging, nell’ambito degli incontri di studio sul tema “Le differenze neurobiologiche all’origine dell’unicità umana”.

 

STUDI COMPARATIVI MEDIANTE METODICHE DI NEUROIMMAGINE. I primi lavori sperimentali che avevano per obiettivo la comparazione fra specie mediante neuroimaging, erano studi morfometrici condotti mediante risonanza magnetica nucleare (MRI), e generalmente erano basati su scansioni acquisite in T1. La possibilità di lavorare sulle immagini al computer facilitava notevolmente il compito di misurazione, che poteva giungere alla precisione del singolo pixel dello schermo per le misure lineari e a quella del singolo voxel per le stime volumetriche. In tal modo sono state determinate e confrontate le dimensioni e le proporzioni dei lobi cerebrali, del cervelletto e delle strutture costituite da sostanza bianca. In alcuni lavori sono stati indagati i patterns di asimmetria interemisferica, ai quali si attribuiva un valore rilevante per la lateralizzazione, intesa come un processo che completa la progressiva encefalizzazione che ha luogo nella filogenesi e predispone al controllo specializzato del linguaggio[1].

Sebbene la non invasività e la relativa semplicità nell’esecuzione della MRI abbia consentito in breve di creare degli straordinari archivi di immagini con dati di assoluta precisione, nel complesso questi studi non hanno aggiunto molto al quadro concettuale già tracciato dall’anatomia e dall’istologia comparata. La delusione delle speranze riposte in questa metodica, rimandava al problema rappresentato dallo studio della connettività: era ben presente ai ricercatori che le differenze più significative si dovevano cercare nelle connessioni, tuttavia l’invasività delle metodiche in grado di tracciare le vie del sistema nervoso centrale ne precludeva l’impiego. Questa impasse è stata superata negli anni recenti con l’introduzione di una metodica che sfrutta la risonanza magnetica ed è in grado di tracciare il profilo delle maggiori connessioni dell’encefalo e del midollo spinale: la diffusion-tensor imaging (DTI).

La DTI misura la direzione e l’entità della diffusione dell’acqua nei volumi di tessuto studiato: poiché l’H2O tende a diffondere lungo la guaina mielinica idrofobica degli assoni e non tende ad attraversarla, le direttrici di diffusione del liquido riflettono il percorso delle fibre nell’unità volumetrica esaminata. Su questa base è possibile ricostruire i tratti di sostanza bianca che collegano aree nucleari e corticali del cervello[2]: uno specifico software elabora i dati in modo da realizzare la trattografia delle aree studiate, fornendo immagini intensamente colorate e, per questo, straordinariamente efficaci nell’evidenziare somiglianze e differenze.

Fra i vantaggi della DTI vi sono la non invasività che consente di studiare le connessioni in vivo nel cervello umano, confrontandole con quelle di scimpanzé, macaco ed altri primati, e la possibilità di impiegarla anche nel cervello fissato, cosa che ha reso possibile lo studio della connettività di numerose specie per la prima volta.

Rispetto alle tecniche classiche di tipo chimico, la DTI presenta numerosi limiti:

1) la sua risoluzione spaziale non consente di tracciare il collegamento da neurone a neurone;

2) non è adatta allo studio della materia grigia, dove la coesione fra le fibre è bassa;

3) è vulnerabile a falsi positivi e falsi negativi.

 

Mentre sono ancora in corso studi volti a valutare l’affidabilità della DTI, si può affermare che nel caso di alcune vie cerebrali sono stati ottenuti dati con un grado di certezza molto elevato.

 

[continua]

 

L’autore della nota vi dà appuntamento alla prossima settimana per il prosieguo del quarto incontro e invita alla lettura dei resoconti precedenti pubblicati settimanalmente dal 27 marzo (Note e Notizie 27-03-10 Cosa rende unico il cervello umano – primo incontro, nel quale si fornisce una breve introduzione all’argomento che include le motivazioni del costituirsi di un campo di indagine specifico sull’unicità del cervello umano) con i principali risultati ottenuti mediante la genetica comparativa e l’istologia comparativa.

 

Lorenzo L. Borgia

BM&L-Maggio 2010

www.brainmindlife.org

 

[Tipologia del testo: RESOCONTO DI UN CONVEGNO]

 

 

 

 

 

 



[1] All’incontro sono stati illustrati, talvolta in dettaglio talaltra in sintesi, numerosi lavori: l’elenco esaustivo delle pubblicazioni esulerebbe dai limiti imposti a questo resoconto, pertanto si rimanda per gli studi principali alla bibliografia di Preuss T. M., The Cognitive Neuroscience of Human Uniqueness, in “The Cognitive Neurosciences” [Michael Gazzaniga, editor in chief] 4th edition. The MIT Press, Cambridge, Massachusetts 2009.

 

[2] Si ricorda che, adottando la DTI Marco Catani e collaboratori dimostrarono l’esistenza nell’uomo di una via indiretta di collegamento fra le aree corticali della recezione (area di Wernicke) e dell’esecuzione (area 44 o di Broca) del linguaggio verbale, accanto alla connessione diretta, e fino a quel momento considerata unica, del fascicolo arcuato (Note e Notizie 07-10-05 Nuove vie e nuove basi neurali del linguaggio).