Come funziona il cervello? Come percepisce lo spazio? Il neurologo Umberto Magliola spiega la scoperta che ha meritato il premio Nobel per la medicina 2014

Il premio Nobel per la Medicina 2014 è stato assegnato a John O’Keefe, scienziato di origini statunitensi e britanniche, e ai coniugi norvegesi Edvard e May-Britt Moser (la quinta coppia sposata a vincere il premio). Le loro scoperte, fa sapere l’Assemblea dei Nobel del Karolinska Institute, hanno contribuito a spiegare come il cervello crea «una mappa dello spazio che ci circonda e come possiamo muoverci in un ambiente complesso».

Per saperne di più, abbiamo incontrato Umberto Magliola, neurologo dell’ospedale Civile di Pinerolo.

Perché gli studi sul cervello hanno vinto il Nobel per la medicina

epa04434991 US Professor John O' Keefe at his laboratory in University College London after winning the Nobel Prize for Physiology or Medicine during a press conference in London, Britain, 06 October 2014. US citizen John O'Keefe and Norwegians May-Britt Moser and Edvard Moser won the 2014 Nobel Prize in Medicine for the discovery of nerve cells that constitute a positioning system in the brain. EPA/FACUNDO ARRIZABALAGA
Il Professor John O’ Keefe

Iniziamo dai fondamentali: che cosa sono le neuroscienze?

Con il termine di neuroscienze si intende una delle branche della medicina che studia il cervello. Si possono distinguere la neurologia vera e propria dalla neuropsicologia, che studia i risvolti delle funzioni cognitive superiori del comportamento, e la psichiatria.

Le neuroscienze sono tutti quegli studi di fisiologia applicata che studiano i meccanismo di base del cervello. Sia da un punto di vista anatomico e morfologico che sotto l’aspetto delle funzioni cognitive superiori, come la capacità di poter suonare, immaginare, progettare. Tutto quello che fa un essere umano in più rispetto l’animale.

Perché è così importante la scoperta dei tre vincitori del Nobel per la medicina del 2014?

John O’Keefe e i coniugi Edvard e May-Britt Moser appartengono a due gruppi di ricerca separati sia spazialmente che temporaneamente.

Il lavoro di John O’Keefe

La prima scoperta di John O’Keefe risale ormai a parecchi anni fa. Si trattava di uno studio sui topi. O’Keefe riuscì ad individuare la capacità del cervello del topo di associare un ricordo ad un luogo. Per intenderci: io ricordo che in quel luogo c’è una porta, quando vedo quella porta so che sono in quel luogo.

Gli studi sul topo sono molto semplici: si può far vedere una porta blu, per esempio e dietro mettere del cibo. La prima volta si fa vedere al topo che passando di lì può avere il cibo, in seguito si fa vedere la stessa porta blu e lui riconosce che andando in quella direzione troverà del cibo.

La scoperta di John O’Keefe fu quella delle “space cell” (cellule dello spazio): alcune zone del cervello deputate a immagazzinare ricordi dello spazio circostante.

I coniugi Moser

Successivamente, nel corso degli anni, i coniugi Moser ampliarono questo concetto. Scoprirono quelle che vengono chiamate “cellule griglia” ovvero delle cellule che si attivano nell’ippocampo che è la parte del cervello delegata alla memoria.

I due scienziati sono riusciti a dimostrare come nel cervello umano si crei una visione dello spazio circostante diviso in esagoni.

Il funzionamento è simile a quello osservato sui topi?

Sì. Nel momento in cui un animale si trova in uno di questi esagoni si attiva una di queste cellule; quindi a seconda della zona in cui l’animale si sposta nello spazio corrisponde l’attivazione di una cellula celebrale.

Precedentemente era stata dimostrata l’esistenza delle mappe del nostro corpo: cioè ad ogni zona frontale corrisponde una zona del corpo. Invece in questo caso è stata dimostrata la ricostruzione della mappa dello spazio circostante.

Quindi in che cosa consiste la scoperta specifica dei coniugi Moser?

Quello che è stato ulteriormente dimostrato è che queste cellule, oltre che nel cervello del topo esistono anche nel cervello umano. Ciò si vede soprattutto dagli studi lesionali.

Nel momento in cui degli individui hanno una lesione ischemica, emorragica o tumorale in una particolare zona della corteccia cerebrale perdono la capacità di orientarsi nello spazio.

Un esempio: l’Alzheimer

La patologia in cui più frequentemente noi vediamo questo fenomeno è la malattia di Alzheimer. Qui abbiamo una degenerazione che molto spesso inizia dal lobo temporale e in particolare nella zona dell’ippocampo.

I malati di Alzheimer iniziano a perdere la capacità di denominare gli oggetti perché non ricordano più il nome che si associa all’oggetto. Ma soprattutto perdono l’orientamento nello spazio.

Questo si pensava che fosse banalmente una degenerazione generale delle capacità superiori, invece si è visto come sia causato dalla perdita degenerativa di questa griglia. Una persona si ritrova nella propria camera. la vede e non sa riconoscere dove sia il nord e dove sia il sud e come si faccia ad uscire, pur riconoscendo la propria camera.

Si avranno ripercussioni terapeutiche?

Le ripercussioni terapeutiche attuali sono nulle. In questo caso il progresso è nella comprensione del meccanismo di funzionamento del nostro cervello. Magari un domani si spiegherà come funzionano le cellule a griglia. Magari si capirà perché queste degenerano più in fretta nella malattia di Alzheimer e, comprendendone i meccanismi, si riuscirà forse a individuare una cura. Sono ipotesi e speranze.

È corretto parlare di GPS mentale circa la scoperta che si è meritata il Nobel?

Rende bene l’idea! È la capacità di potersi orientare nello spazio.

Oltre all’alzheimer ci sono altre patologie che portano a non sapersi orientare nello spazio?

Sì, qualunque processo patologico che interessi principalmente la struttura del nostro ippocampo può portare a questo tipo di disorientamento, sia che sia tumorale, infiammatorio, ischemico o emorragico.

CRISTINA MENGHINI