Neuroscienze: l’attività del cervello non è locale

LOVANIO – La nostra comprensione delle attività cerebrali è tradizionalmente legata allo studio delle aree o parti coinvolte in ciascuna funzione/attività: quando parliamo, ricordiamo, percepiamo qualcosa, le corrispondenti aree del cervello si attivano.  Una nuova ricerca comparsa su Neuroimage e condotta da un team internazionale guidato da David Alexander e Cees van Leeuwen dell’Università di Lovanio mostra che questo punto di vista può diventare eccessivamente rigido.

La corteccia intera, non solo l’area o parte responsabile di una certa funzione, viene attivata quando una specifica operazione viene eseguita. Di conseguenza, l’attività si verifica con uno schema ricorrente: onde o segnali corticali  che si correlano al cervello intero.

Le aree di Brodmann. Il cervello può essere studiato da diversi punti di vista e con vari metodi. È una struttura complessa su più livelli che, dal livello meno complesso al più complesso, può essere resa in questi termini: neuroni, circuiti tra neuroni, le aree di Brodmann (o parti strutturali), circuiti tra aree e il cervello intero. Agli studi di inizio novecento condotti da Korbinian Brodmann, un neurologo tedesco, si deve una mappatura comparativa completa delle parti o aree corticali (non solo umane ma anche di altre specie) redatta sulla base dell’omogeneità citoarchitettonica. Valutando i diversi tipi di cellule nervose e la disposizione delle fibre mieliniche mediante esami istologici accurati, Korbinian Brodmann ha individuato 47 aree corticali con caratteristiche proprie.

La mappatura di Brodmann è ancora oggi la base per le indagini neurologiche: di solito, quando si vuole verificare l’associazione di una funzione ad una parte si parte facendo un elettroincefalogramma per misurare l’attività elettrica del cervello mentre il soggetto compie una certa azione; lo scopo è di vedere in quante e quali parti del cervello si registra una variazione elettrica.

Onde dinamiche e parti strutturali. Nello studio comparso questo mese su Neuroimage si batte un territorio inesplorato: si passa dallo studio del cervello come insieme di parti ad uno studio del cervello come intero strutturato in parti. “Stiamo esaminando l’attività nella corteccia cerebrale nel suo insieme. Il cervello è una struttura sempre attiva. Quando percepiamo qualcosa, le informazioni non finiscono su un parte specifica del nostro cervello; piuttosto, questa si aggiunge all’attività già esistente del cervello. Se si misura l’attività elettrochimica della corteccia intera, troviamo le onde come modelli.  Ciò dimostra che l’attività del cervello non è locale, ma che l’attività si muove costantemente da una parte del cervello ad un’altra. L’attività locale nelle aree di Brodmann viene visualizzata solo quando si calcola la media del flusso di onde registrate”, spiega David Alexander.

Ogni onda esemplifica un tipo di attività della corteccia cerebrale. Se si ripete la stessa azione, ad esempio tamburellare con le dita sul tavolo, il relativo centro motorio del cervello viene stimolato. Tuttavia, se scomponiamo in parti l’azione “tamburellare con le dita sul tavolo” otteniamo onde diverse corrispondenti a ogni momento dell’azione nel suo complesso. Questa variazione dell’intensità e della traiettoria delle onde che potrebbe indicare l’intervento di attitudini intenzionali, di ricordi e/o desideri, in definitiva ogni cambiamento che interessa il soggetto esaminato.

L’analisi attenta delle traiettorie delle onde cerebrali rende possibile la correlazione tra la parte del cervello primariamente coinvolta nell’azione e il cervello intero, svelando interessanti retroscena sull’influenza che le altre parti del cervello, che intervengono quando il soggetto compie più azioni insieme: ad esempio, se smette di fissare il quadro appeso alla parete mentre continua a tamburellare con le dita sul tavolo.

Dal punto di vista teorico, i passi avanti che possiamo aspettarci da questo studio sono numerosi. Posso cercare di tradurli in un’istanza filosofica che li riassume. Intendendo le aree di Brodmann come parti strutturali – ovvero come parti che, pur mantenendo una loro identità costitutiva e funzionale, non sono indipendenti dalle altre parti né dall’intero –si può ottenere una mappatura neurologica completa del complesso funzionale e comportamentale di un individuo.

Sarà compito delle prossime ricerche correlare in modo completo lo studio delle parti strutturali (corrispondenti alle aree di Brodmann) con le informazioni sulla struttura cerebrale in quanto intero che provengono dalle traiettorie delle onde cerebrali.