Fondamenti anatomo fisiologici dell'attività psichica (1/18): Introduzione alle neuroscienze

Le origini delle neuroscienze

La prima operazione chirurgica ad un cervello risale a ben 7000 anni fa, quando qualcuno fece dei fori nel cranio di un paziente per cercare di curarlo da qualcosa.
Anche in Egitto 5000 anni fa furono fatti studi sulle lesioni al cervello, in Grecia invece iniziarono ad infierire la correlazione tra funzione e struttura e ci fu il famoso medico Ippocrate che intorno al 400 avanti cristo enunciò che il cervello non era coinvoltò solo nella percezione ma era anche sede dell'intelligenza, contrariamente a quello che poi affermò Aristotele, cioè che era il cuore il centro dell'intelletto e che il cervello invece era una sorta di radiatore per il raffreddamento del sangue surriscaldato dal cuore.
Durante l'impero Romando, lo scrittore greco Galeno scoprì l'esistenza dell'encefalo e del cervelletto.
Galeno scoprì che il cervelletto aveva una consistenza solida, e che l'encefalo invece era tenero e da questo dedusse che l'encefalo doveva essere il recipiente delle sensazioni e il magazzino della memoria, mentre il cervelletto doveva essere il controllore dei muscoli.
Affermazioni dedotte in maniera insensata, ma non del tutto false.
Scoprendo poi che il cervello era cavo (gli spazi cavi sono i ventricoli) e che dentro c'era del fluido, Galeno affermò che il corpo funzionava in accordo con il bilanciamento tra i 4 fluidi vitali, o umori, dove le sensazioni venivano registrate e i movimenti avviati tramite lo spostamento degli umori dal cervello con i nervi, considerati tubi vuoti.
Nel rinascimento il filosofo e matematico Cartesio appoggiava la teoria fluido-meccanica, la quale diceva che il corpo era controllato dal cervello tramite i fluidi spinti dai ventricoli attraverso i nervi, inoltre sosteneva che gli uomini possedevano un intelletto ed un'anima donati da Dio e che questi erano governati grazie alla Ghiandola pineale.
Si scoprì inoltre che il tessuto cerebrale era diviso nella sostanza bianca e la sostanza grigia.
Nel diciannovesimo secolo si credeva che: lesioni al cervello possono distruggere sensazioni e sentimenti e possono uccidere, il cervello comunica con il corpo attraverso i nervi, è costituito da diverse parti dalle differenti funzioni, opera come una macchina in accordo con le leggi della natura.
Galvani scoprì che i muscoli possono essere indotti a contrarsi quando i nervi vengono stimolati da scariche elettriche, e che lo stesso cervello è in grado di generare elettricità.
Si scoprì inoltre che all'interno di ogni nervo esistono numerosi filamenti sottili o fibre nervose, funzionanti come distinti fili conduttori per portare informazioni in diverse direzioni.
Bell e Magendie scoprirono che subito prima che i nervi entrino nel midollo spinale, le fibre si dividono in 2: la radice dorsale, responsabile delle informazioni sensoriali, e la radice ventrale, responsabile del movimento.
In ogni fibra nervosa la trasmissione è cmq unidirezionale.
Tramite il metodo dell'ablazione sperimentale si distruggevano regioni specifiche del cervello per capirne il funzionamento, e con questo metodo Flourens, tramite esperimenti su uccelli infierì che il cervello fosse coinvolto nella sensazione e nella percezione, ma infierì anche erroneamente che tutte le regioni del cervello partecipassero equamente a tutte le funzioni cerebrali.
Gall nel 1809 affermò che le protuberanze sulla superficie del cranio riflettessero i rigonfiamenti sulla superficie del cervello e disse che alcuni tratti della personalità fosserò legati alla dimensione della testa.
La scienza che metteva in correlazione la struttura della testa con i tratti della personalità venne chiamata frenologia.
Broca divenne famoso perchè analizzando il cervello di un paziente che non riusciva a parlare, scoprì una lesione nel lobo frontale sinistro.
Munk con l'ablazione dimostrò che il lobo occipitale era necessario per la visione.
Le teorie del 1859 di Darwin fecero infierire che alla base di alcuni comportamenti ereditati ci sono meccanismi cerebrali simili o uguali e che gli adattamenti all'ambiente si riflettono nelle modificazioni della struttura e delle informazioni del cervello di ciascuna specie.
Nel 1839 lo zoologo tedesco Theodor Schwann enunciò la teoria cellulare, secondo la quale tutti i tessuti sono costituiti da unità microscopiche chiamate cellule.
Le cellule nervose solitamente sono dotate di un certo numero di sottili prolungamenti che si estendono sul corpo cellulare centrale.

Le neuroscienze oggi

Un approccio usato dai neuroscienziati per lo studio del cervello è quello del riduzionismo, grazie al quale sono stati stilati diversi livelli d'analisi:

Neuroscienza molecolare: studia le molecole della materia cerebrale nei loro differenti ruoli.
Neuroscienza cellulare: studia il modo in cui le molecole lavorano insieme.
Neuroscienza dei sistemi: studiano le costellazioni di neuroni che svolgono diverse funzioni come il sistema visivo, il sistema motorio ecc...
Neuroscienza cognitiva: studia i meccanismi neurali responsabili dei livelli più ativi dell'attività mentale umana, studia in che modo l'attività del cervello crea la mente.

Per diventare neuroscienziato occorrono molti anni di studio e per svolgere ricerche complesse occorrono molti fondi.
Esistono 2 tipi di ricerche, quella clinica e quella sperimentale.
La ricerca clinica ad esempio, si occupa di capire attraverso le lesioni le diverse funzioni cerebrali, quella sperimentale studiano l'attività elettrica del cervello e moltissime altre cose.
Il metodo scientifico è quello usato da tutti i ricercatori e si divide in 4 step: osservazione, replicazione, interpretazione e verifica.
Ogni ricerca deve poter essere verificata da chiunque per poter evitare casi di frode scientifica.

Per le proprie ricerche i neuroscienziati utilizzano gli animali.
Un tempo non c'era nessuna etica, adesso invece c'è molto controllo per quanto riguarda il maltrattamento ingiustificato degli animali, e ogni esperimento deve essere convalidato dallo Institutional Animal Care and Use Committee IACUC, un ente che boccia gli esperimenti che non sono etici.
Esistono anche gruppi di animalisti come quelli dei "diritti degli animali" che usano la violenza per far desistere gli scienziati dallo sfruttare gli animali.
Gli scienziati moderni pensano che sia immorale non utilizzare le risorse naturali che ci vengono fornite per arrivare alla comprensione del funzionamento del cervello, inoltre le malattie della mente sono un enorme costo economico per i vari paesi del mondo.

Grazie alle nuove tecniche di imagin computer è possibile esaminare la struttura del cervello vivente, e grazie a tutte queste scoperte alcuni hanno definito gli anni novanta come il "decennio del cervello".