Neurogenesi e plasticità cerebrale: la rivoluzione di Cajal è davvero finita?

Un Enigma Ancora da Svelare

Nell’arco degli ultimi quarant’anni, il bucare intellettuale che affonda nella cellula madre risuona come una sinfonia continua; infatti, sono più che mai impressionanti gli oltre 400.000 studi scientifici pubblicati! A tal riguardo sorprende notare come circa 50.000 contributi siano dedicati al cervello, mentre quasi diecimila trattano della formazione neurogenica nell’adulto.
Le celebri cellule staminali rappresentano davvero meraviglie della biologia: con l’unicità dell’auto-riproduzione illimitata e della differenziazione nelle varietà cellulari necessarie a rimpiazzare tessuti andati distrutti.
Ciò avviene attraverso il fenomeno chiamato “riproduzione asimmetrica”, contrapposto a quello “simmetrico” dove ci si limita alla mera copia identica delle origini.

Pensiamo all’organismo umano che vive sempre nel ciclo incessante della ricrescita; prenda ad esempio l’epidermide, capace di rinnovarsi integralmente ogni 3-4 settimane oppure i globuli rossi il cui processo dura 4 mesi, con le ossa che completano questo ciclo persino dopo dieci anni.
Alcuni animali privilegiati come le salamandre sanno arrivare fino all’impresa magica del riacquisto degli arti amputati!

Eppure fino a poco tempo fa, regnava nel campo delle neuroscienze una convinzione consolidata riguardante il cervello umano: ciò includeva esclusivamente una riduzione progressiva dei neuroni esistenti dal momento della nascita con nessuna apertura verso eventi rigenerativi futuri.

L’‘idea’ fondamentale approvata da Santiago Ramón y Cajal, che può essere definito un vero e proprio pioniere nelle neuroscienze e insignito del prestigioso premio Nobel nel 1906, ha avuto un peso predominante per lunghi periodi nella disciplina.

A partire dagli anni ’70, il ricercatore Fernando Nottebohm, operante alla Rockefeller University, fece una scoperta sorprendente: alcune specie di uccelli canori presentavano la peculiarità di rigenerare le cellule cerebrali dedicate al canto durante ogni ciclo degli accoppiamenti. Questo straordinario risultato scientifico è stato riportato attraverso ben 150 pubblicazioni e ha dato vita a una vera rivoluzione all’interno della comunità neuroscientifica. Da quel momento in poi vi è stata un’intensificazione nella ricerca volta all’individuazione delle cellule staminali cerebrali nei vari laboratori globali; tale tendenza ha contribuito a consolidare nell’immaginario collettivo l’idea che il cervello possieda la straordinaria capacità di rinnovarsi parzialmente.

Plasticità Cerebrale: Un Concetto Chiave

Sebbene Cajal avesse in parte ragione, la sua visione era eccessivamente rigida. Il cervello non è un cristallo immutabile, ma un organo plastico, capace di adattarsi e modificarsi nel corso della vita. La plasticità cerebrale è un dato acquisito, ma si manifesta in diverse forme. Il cervello umano contiene circa 86 miliardi di neuroni, ciascuno dei quali stabilisce migliaia di connessioni con altri neuroni, formando le sinapsi. Queste connessioni si riconfigurano continuamente, permettendoci di apprendere, memorizzare e adattarci a nuove esperienze. La memoria, ad esempio, è una forma di plasticità sinaptica che modifica la struttura della rete neuronale, senza necessariamente implicare la creazione di nuovi neuroni o l’intervento di cellule staminali.

La plasticità dovuta alle cellule staminali, invece, introduce nuovi “mattoni” nel cervello, ristrutturando l’esistente. Questo fenomeno è stato osservato nei topi per tutta la loro vita (circa due anni) e, in misura limitata, anche negli umani. Nell’ambito della specie umana, il processo di neurogenesi sembra essere circoscritto principalmente a due aree: la zona periventricolare, che cessa di funzionare già intorno ai due anni di vita, e l’ippocampo, dove l’attività neurogenica si arresta al termine dell’adolescenza. Nonostante ciò, è fondamentale sottolineare che le attuali indagini su questo tema non hanno raggiunto un traguardo definitivo e lasciano aperti diversi interrogativi.

Errori, Controversie e Nuove Scoperte

La ricerca scientifica è un processo complesso e soggetto a errori. Nel 2010, un errore di trascrizione in un articolo scientifico dello scienziato svizzero Hans Lipp portò a sovrastimare di 20 volte la neurogenesi nell’ippocampo del topo. Questo errore, incredibilmente mai corretto, influenzò le successive ricerche e alimentò il disaccordo nella comunità scientifica sulla questione delle cellule staminali cerebrali. Un team svedese, ad esempio, commise lo stesso errore a proposito degli umani adulti.

Tra il 2018 e il 2019, diversi studi (tre in particolare) parvero avvalorare l’ipotesi della formazione di nuovi neuroni nella regione dell’ippocampo di soggetti adulti e anziani. Tuttavia, un’indagine più scrupolosa pubblicata su “Nature” nel 2011 giunse a una conclusione diametralmente opposta. Questo studio era guidato da Arturo Alvarez-Buylla, lo stesso scienziato che nel 1994 aveva dimostrato la neurogenesi adulta nel ventricolo laterale dei topi. A complicare ulteriormente il quadro, si aggiunse la scoperta di un “segno molecolare di immaturità” da parte del giapponese Tatsunori Seki e di Luca Bonfanti, che individuarono numerosi neuroni immaturi nel cervello neocorticale della pecora e di altri mammiferi.

Questi ritrovamenti hanno originato il “mistero del neurone giovane” – un’autentica sfida per gli studiosi di epistemologia – che mette in discussione le antiche convinzioni di Cajal e alimenta un vivo dibattito tra le varie correnti di neuroscienziati. Allo stato attuale delle conoscenze, sappiamo che, oltre alla plasticità sinaptica, coesistono la neurogenesi da cellule staminali e la persistenza a lungo termine dei cosiddetti “neuroni immaturi”. Alcuni scienziati ritengono che i sostenitori della neurogenesi adulta abbiano erroneamente interpretato la presenza di neuroni immaturi come neurogenesi vera e propria.

Prospettive Future e Consigli Pratici

Il professore dell’Università di Boston, Mikhail Semenov, ha espresso un’opinione radicalmente negazionista, sostenendo che la neurogenesi adulta (reale nei topi, ma non negli umani) non può essere paragonata al rinnovamento di altri sistemi staminali, come la pelle o il sangue, poiché le cellule dell’ippocampo non vengono sostituite massivamente e ripetutamente. Il “giallo” del neurone giovane (o immaturo) ha quindi un finale aperto, lasciando spazio a nuove scoperte e sviluppi futuri. Si spera che queste ricerche possano un giorno portare a una cura per i 300 milioni di pazienti affetti da Alzheimer in tutto il mondo.

Tuttavia, per la maggior parte delle persone, il messaggio più importante riguarda la plasticità sinaptica, che è strutturale, dura tutta la vita e si intreccia con il destino di miliardi di individui. Come suggerisce Luca Bonfanti, è fondamentale socializzare, leggere, camminare e non isolarsi davanti alla televisione. I giovani neuroni possono essere “coltivati” attraverso uno stile di vita attivo, affrontando le sfide quotidiane e risolvendo problemi. L’evoluzione sembra averci fornito questi neuroni non tanto per riparare i danni, quanto per darci una “marcia in più” quando siamo ancora in salute, incrementando la “riserva cognitiva” che ci aiuterà a contrastare il declino e a renderlo più accettabile.

Oltre il Dogma: Coltivare la Plasticità Cerebrale per una Vita Più Ricca

La ricerca sulla neurogenesi e la plasticità cerebrale ha sovvertito il dogma consolidato che il cervello adulto sia un organo statico e immutabile. Oggi sappiamo che il cervello è un sistema dinamico, capace di adattarsi, rigenerarsi e apprendere per tutta la vita. Questa scoperta ha implicazioni profonde per la nostra comprensione della salute mentale, dell’invecchiamento e delle potenziali terapie per le malattie neurodegenerative.

Dal punto di vista della psicologia cognitiva, la plasticità cerebrale sottolinea l’importanza dell’esperienza e dell’apprendimento nel modellare il nostro cervello e le nostre capacità cognitive. Ogni nuova esperienza, ogni nuova conoscenza acquisita, rafforza le connessioni sinaptiche esistenti e ne crea di nuove, ampliando la nostra “riserva cognitiva” e proteggendoci dal declino cognitivo legato all’età.

Un concetto avanzato, strettamente legato alla plasticità cerebrale, è quello di “neuroplasticità esperienziale”. Questo argomento riguarda l’abilità del nostro cervello nel modificarsi in reazione a esperienze concentrate e intenzionali. Un esempio lampante è costituito dall’apprendimento linguistico o musicale; tali sforzi non solo aggiungono competenze al nostro bagaglio culturale, ma portano anche a veri cambiamenti sia nella struttura che nella funzionalità cerebrale. Questo processo arricchisce le nostre funzioni cognitive, rendendoci mentalmente più robusti.

Dunque, come possiamo potenziare questa dote della plasticità cerebrale, avviando un’esistenza più soddisfacente? La chiave risiede nell’impegnarci a mantenere viva l’attività mentale; ciò include mettersi alla prova con novità quotidiane ed intrattenere rapporti interpersonali profondi mentre abbracciamo abitudini salutari. Azione!: dedicarsi alla lettura o allo studio di lingue straniere potrebbe rivelarsi estremamente vantaggioso, così come far parte attivamente del volontariato o impegnarci fisicamente tramite sport regolari. Inoltre, pratiche quali la meditazione alimentano anche questo dinamico aspetto del cervello umano – un organo incredibile sempre pronto ad evolversi durante tutto il suo ciclo vitale. Spetta a noi massimizzare questo potenziale, alimentando un intelletto lucido e vivace, così da poter vivere in modo più completo e ricco di significato.