GPS naturale

ratti

Fra 50 metri girate a destra… tornate indietro alla rotonda…”. Sicuramente non si percepirà come la voce meccanica del navigatore ma, il sistema che si è evoluto nel cervello di tutti gli animali, ha esattamente le stesse funzioni ed è indispensabile per orientarsi nell’ambiente.

E’ un sistema complesso e la scoperta del suo funzionamento è valsa un nobel ai tre scienziati che, per anni, hanno lavorato a questa ricerca.

John O’Keefe, dell’University College di Londra, riceverà la metà del premio (poco più di 1 milione di dollari); l’altra metà andrà alla coppia di ricercatori May-Britt e Edvard Moser che lavorano alla Norwegian University of Science and Technology a Trondhein in Norvegia.

Entrambi i gruppi di ricerca hanno scelto come test di riferimento i ratti e non avrebbero potuto fare altrimenti, visto che, tra gli animali, sono i migliori navigatori in circolazione!

In sintesi, gli scienziati hanno scoperto che le cellule nervose tengono traccia della posizione dell’individuo cui appartengono, esempio sorprendente di come il cervello abbia la consapevolezza dello spazio in cui si trova.

Noi tutti diamo per scontata la nostra capacità di muoverci e orientarci (chi più e chi meno) in un ambiente ma, il meccanismo che lo permette, è sempre stato un mistero nascosto nell’ippocampo, regione del cervello fondamentale per la memoria.

Nel 1971, O’Keefe scoprì che alcune cellule del cervello di un topo si attivano solo quando l’animale si trova in un punto particolare dello spazio; sono proprio queste cellule di posizione che permettono a un individuo di formare una mappa interna dell’ambiente in cui si muove. Lo scienziato usò degli elettrodi per registrare il comportamento di questi neuroni mentre i topi si muovevano liberamente su una superficie.

Anni dopo, i coniugi Mosers, hanno scoperto cellule griglia in una zona del cervello molto vicina, chiamata corteccia entorinale. Le cellule griglia si attivano e inviano segnali nel momento in cui il ratto, muovendosi in uno spazio, passa sopra determinati punti posizionati a intervalli regolari tra loro (a nido d’ape).

Altre cellule prendono nota dei confini e della posizione della testa dell’animale e insieme alle cellule della griglia inviano messaggi alle cellule di posizione. L’elaborata rete di neuroni che ne deriva permette ai ratti di sapere esattamente in che posto si trovino.

Questo lavoro è valso il nobel ai tre scienziati non solo per quello che ci svela sulle capacità di orientamento nello spazio ma ancor di più perché è il miglior esempio di come le informazioni possano essere codificate nel sistema nervoso.

Sempre grazie all’uso di elettrodi, gli scienziati sono stati in grado di scoprire nel 2003 cellule di posizione nel cervello umano e nel 2013 neuroni appartenenti alla griglia. “Da ciò che vediamo, ci sono non poche somiglianze tra i ratti e l’uomo”, afferma Jacobs, ricercatore presso la Drexel University, che ha contribuito a trovare la rete di cellule negli umani.

Capire come il cervello si orienti, non è solo alla base della navigazione ma è un passo fondamentale per comprendere, ad esempio, lo sviluppo neuronale dei neonati e, in futuro, contrastare i processi degenerativi dell’Alzheimer, che coinvolgono, in primo luogo, queste aree del cervello.

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