Un'infarinata di funzioni cognitive -parte 3-

Durante il processo di crescita dell'individuo il SNC (Sistema Nervoso Centrale) si forma, si accresce e si perfeziona seguendo degli step più o meno fissi.
Ho pensato molto a come descrivere questo lungo ed articolato processo di sviluppo. Avrei potuto privilegiate l'aspetto più anatomico, oppure quello più spiccatamente cognitivo o ancora mantenere un parallelismo tra i due, in modo da fornire ad ogni tappa dello sviluppo strutturale del SNC il suo contraltare funzionale. Quest'ultimo era in effetti  l'approccio che mi convinceva di più dopotutto, ma se avessi voluto scendere nello specifico mi sarebbe spettato e sarebbe spettato a chi si avesse inteso prendersi la briga di leggere queste righe, un carico di lavoro non indifferente. Con il rischio che pur rimanendo per me comunque stimolante, finisse per diventare estremamente noioso per il lettore non strettamente interessato all'argomento.
Allora ho scelto di privilegiare ancora una volta l'aspetto più divulgativo, pur mantenendo l'idea del parellelismo tra l'evoluzione strutturale e funzionale. Se poi qualcuno che davvero finisse a leggere questo post necessitasse di ulteriori approfondimenti, può tranquillamente scrivermi.
Ok, partiamo.

Tutti inizia, come sappiamo, da una cellula uovo fecondata. Dopo le prime settimane in cui la cellula comincia a moltiplicarsi, inizia una lenta fase di specializzazione riguardante alcuni guppi di cellule. Tra le prime ad assumere un ruolo definito ci sono quelle che danno origine al cosiddetto tubo neurale. Una proto-struttura che si arrotola su se stessa che è la progenitrice del SNC che poi si formerà. Il tubo neurale inzia a prendere forma distaccandosi dal tessuto che darà invece poi origine all'epidermide.
E qui c'è la prima "curiosità". Se si va a spulciare tra i tomi di patologia si scoprirà facilmente che molte malattie e tumori della pelle hanno una più alta probabilità di intaccare anche il SNC rispetto a malattie e tumori che hanno un diferso trofismo (con questo termine si intende la tipicità di una malattia di intaccare un determinato substrato cellulare piuttosto che un altro). La ragione sta appunto nel fatto che epidermide e sistema nervoso hanno origine, in origine, scusate il bisticcio di parole, dallo stesso substrato cellulare.

Saltando tutte le varie fasi di sviluppo fetali, arriviamo direttamente al momento in cui il pupetto nasce e proviamo ad iniziare il nostro ragionamento con un approccio etologico. Come tutti sappiamo, un bimbo appena nato non parla, non cammina e nemmeno riesce a controllare molti muscoli posturali. Osservando ancora meglio, notiamo che anche quei movimenti che sembrano già acquisiti al momento della nascita, sono invece ancora scoordinati, un po' goffi, grossolani. Se potessimo provare direttamente ciò che lui prova in quei primi giorni ci accorgeremmo di non riuscire a localizzare perfettamente la sorgente di alcuni suoni, di vederci pochino e di non riuscire nemmeno a compiere tutti i movimenti possibili con i nostri occhi, oltre ovviamente a non comprendere quel che le altre persone dicono quando parlano. Tutto ciò ha una ragione sia periferica che centrale.
Periferica, perché alcuni muscoli per esempio non hanno la adeguata tonicità per sopportare determinati sforzi, così come alcuni organi di senso non sono ancora pronti a detenere tutti gli stimoli ambientali.
Centrale, perché anche le strutture cerebrali non sono ancora in grado di controllare funzioni complesse come la motricità fine o ricevere e decodificare tutti gli stimoli visivi ed uditivi che dall'ambiente provengono.

Da qui inizia una prima fase di tentativi di migliorìa del sistema da parte del programma di svilippo del SNC scritto nel nostro DNA. Durante questa fase le cellule che formano la cosiddetta sostanza grigia, ovvero i Neuroni, inziano a specializzarsi sempre di più secondo le varie funzionalità cerebrali. Creano tantissimi collegamenti tra loro in modo da comunicare gli uni con gli altri e formare reti sempre più complesse. In questo modo ogni neurone è in grado di inviare e ricevere stimoli dai neuroni circostanti a cui è collegato tramite delle "appendici" chiamate dentriti ed assoni.
In questa fase le connnessioni tra un neurone e l'altro aumentano a dismisura, proprio per creare il maggior numero di circuiti possibili. Ma tale sovrabbondanza non è in realtà la soluzione ottimale, poiché i segnali rischiano di venire dispersi, indeboliti oppure di entrare in contrasto tra loro proprio a causa della ridondanza delle connessioni.

Avviene quindi, in una precisa fase successiva il cosiddetto sprouting neuronale in cui la maggior parte di queste connessioni ridondanti viene abortita, così da permettere una più efficiente e veloce trasmissione del segnale, che non rischierà più di venir disperso attraverso connessioni collaterali secondarie. E' come quando si deve portare il segnale antenna alla TV. Se lo faccio passare da un unico cavo, ben isolato e magari non troppo lungo, otterrò un'immagine verosimilmente migliore piuttosto che disperdendolo attraverso molti cavi di lunghezza e percorso diversi. In questo modo la comunicazione tra i neuroni diventa sempre più efficiente ed ecco infatti comparire i primi segni di veloci miglioramenti funzionali riguardanti movimento, vista, udito e finalmente linguaggio.

Se infatti il linguaggio per diversi mesi si arena sulla cosiddetta lallazione e migliora con la comparsa delle prime paroline piuttosto lentamente, dopo lo sprouting si nota un'improvvisa accelerazione e verso i due anni si verifica la cosiddetta esplosione del vocabolario, in cui la conoscenza verbale del bambino passa da 20-50 lemmi a quasi 200 parole o più nell'arco di pochissimo tempo.

Con il verificarsi del fenomento dello sprouting neuronale il cervello umano esce ufficialmente dal periodo in cui era nella sua massima capacità plastica. Da qui in poi la plasticità tenderà a diminuire sempre più con l'avanzare dell'età, senza tuttavia mai scomparire del tutto. Termina d'altro canto anche il momento in cui l'organizzazione cerebrale è più sensibile alle perturbazioni esterne.

Quando finalmente i collegamenti neuronali si sono fatti consolidati, il cervello inizia a segregarsi e specializzarsi. Le aree cerebrali diventano sempre più efficienti nel gestire la funzione a cui sono state destinate e diventano sempre meno capaci di sottenderne altre in maniera efficace. Vi è però una precisazione da fare. Quando si parla in termini di funzioni cognitive in ambito divulgativo, ma non solo, si tende a dire, per brevità, che ognuna è localizzata in una determinata area cerebrale. In realtà è un modo riduttivo di descrivere la correlazione tra le strutture cerebrali e le relative funzioni. Perché più che di aree si dovrebbe parlare di circuiti.
L'esempio più classico è il linguaggio. Il linguaggio non è sotteso da un'unica area cerebrale ma da un circuito trasversale a più lobi cerebrali che segue un percorso che unisce due aree presenti in corteccia (area di Broca e area di Wernicke) attraverso un fascio assonale sottocorticale (il fascicolo arcuato).

Ma come detto, in questa sede si vuole mantenere un approccio il più possibile divulgativo, quindi rimaniamo sul semplice, parliamo di aree e al massimo scendiamo nei dettagli solo quando strettamente necessario.
Prima però una precisazione importante. Forse non fondamentale ai fini del discorso, ma credo invece lo sia ai fini di conoscenza personale: ogni funzione sensoriale e motoria di un lato del corpo viene sottesa da determinati circuiti presenti nell'emisfero di lato apposto. Tradotto con un esempio: la motricità e sensibilità del nostro braccio destro è sottesa dalle aree motorie e sensoriali situate nel nostro emisfero sinistro. Tutto questo è vero tranne che per il linguaggio, che ha le aree dedicate sia alla sua comprensione che alla sua produzione situate nell'emifero sinistro in circa il 90% degli individui. Vi sono poi determinate funzioni che pur non essendo sgregate ad un solo emisfero come il linguaggio, non ricevono un contributo paritario da entrambi gli emisferi, ma uno dei due è dominante, per quella funzione, sull'altro. E' l'esempio delle funzioni spaziali, sottese maggiormente dall'emisfero destro nella maggioranza degli individui. Tanto che lesioni a questo emisfero, per esempio, producono disfuzioni di attenzione spaziale più significative rispetto a lesioni sinistre,dando luogo in qualche caso a disturbi come l'Eminegligenza Spaziale Unilaterale, un deficit di attenzione spaziale dalle caratteristiche molto singolari (che però non tratterò in questa sede).

Ma arriviamo alla localizzazione delle funzioni cognitive, motorie e sensoriali nel cervello umano adulto.

"Brain diagram it" di Gray728.svg: Mysidderivative work: Taueres (talk) - Gray728.svg. Con licenza CC BY-SA 3.0 tramite Wikimedia Commons - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Brain_diagram_it.svg#mediaviewer/File:Brain_diagram_it.svg (Fonte: Wikipedia)

Nella figura riportata sopra viene mostrata la suddivisione del telencefalo nei suoi lobi principali: Frontale, Parietale, Temporale ed Occipitale. In realtà vi sarebbero suddivisioni ulteriori all'interno di questi quattro lobi, poiché ovviamente non un intero lobo sottende ad un'unica funzione. Senza poi contare le strutture sottocorticali, mesencefaliche e i nuclei della base. Ma ripeto, rimaniamo sul semplice e proviamo a localizzare un po' di toponimi sulla mappa.
Io proverei a farlo così...
Lobo Frontale: nella sua parte più anteriore sono localizzate funzioni estramente complesse che sottendono la capacità di pianificazione, di inibizione, alcuni aspetti dell'attenzione ed elementi che riguardano quello spettro comportamentale e delicato che chiamiamo personalità in collaborazione con altre strutture sottocorticali come l'amigdala, il giro del cingolo, ecc.. Nella sua parte laterale inferiore vi è, nell'emisfero sinistro, la pluricitata Area di Broca responsabile della produzione verbale. Nella sua parte posteriore e dorsale superiore, adiaciente al lobo Parietale, c'è la corteccia motoria primaria, che controlla la muscolatura volontaria della parte controlaterale del corpo.

Lobo Parietale: nella sua parte anteriore, adiaciente al lobo Frontale, vi è la corteccia somatosensoriale primaria, responsabile della detezione degli stimoli provenienti dalla metà controlaterale del corpo. Nella sua parte più posteriore e inferiore, vi sono invece aree che sottendono diversi aspetti dell'attenzione spaziale e delle funzioni spaziali in genere.

Lobo Temporale: E', insieme ad alcune importanti strutture sottocorticali come l'ippocampo, la sede della Memoria a Lungo Termine, sede dei nostri ricordi e magazzino semantico dei concetti attraverso i quali organizziamo e interpretiamo il mondo circostante. Per esempio il concetto a cui una parola fa riferimento, il ricordo del viso, dell'identità o del nome di una persona, che uso si fa di un determinato oggetto, ecc... sono tutti engrammi che possono essere danneggiati a seguito di una lesione temporale. Inoltre nel lobo temporale ha sede l'area sensoriale dell'udito e, nell'emisfero sinistro, la sopra citata Area di Wernicke responsabile della comprensione del linguaggio.

Lobo Occipitale: E' la sede dell'Area Visiva Primaria, ovvero delle strutture preposte all'elaborazione degli stimoli visivi che vengono inviati a partire dalla retina. In collaborazione con altre strutture adiacenti presenti nel lobo temporale e parietale, da origini a funzioni associative collegate alla visione per determinare rispettivamente che cosa stiamo vedendo (via del What: retino-genicolo-striata) e dove tale oggetto sia o si stia muovendo all'interno del nostro campo visivo (via del Where: retino-collicolo-extrastriata).

Naturalmente i lobi e le aree funzionali che li compongono sono in comunicazione, non sono compartmenti stagni. Solo in questo modo, infatti, è possibile integrare tutte le informazioni che ci pervengono dall'ambiente circostante ed elaborare una risposta che sia il più possibile efficace ed adattiva.

Bene. Direi di fermarci qui. Credo che come introduzione fondamentale sia sufficiente.