Viaggio nella Mente

Viaggio nella Mente
Pubblicato on-line 05/02/2010
Neuroni e Sinapsi
di Antonio Sammartino
Il comunicare non deve convincere, ma sollecitare a riflettere e a pensare.
Il cervello umano, simile a qualsiasi altro organo corporeo, è costituito da cellule opportunamente connesse fra loro, in
modo da formare un tessuto che in linea di massima è molto simile in tutti gli individui, tuttavia questo tessuto possiede
alcune caratteristiche fondamentali che contribuiscono a renderlo unico e che lo trasformano nell’organo della mente,
sede in cui si forma il Nucleo del Sé, cioè la nostra consapevolezza di essere al mondo.
Una delle caratteristiche più interessante di queste cellule denominate Neuroni è la loro capacità di realizzare un
numero elevato di connessioni (mediamente 10 mila) con le cellule vicine, al fine di creare un complesso circuito, che
può corrispondere ad un sentimento, un concetto, un idea o un impulso ad agire. E’ quindi questa caratteristica che la
trasforma in una cellula specializzata nel raccogliere, elaborare e trasferire gli impulsi nervosi.
I neuroni, anche se sono diversi nella forma e nella dimensione, tutti condividono tre caratteristiche fondamentali: il
Corpo Cellulare da cui partono due diversi tipi di ramificazioni denominate Dendrite e Assone. In generale una cellula
nervosa o neurone è costituita da un Corpo Cellulare (le cui strutture oltre a coordinare le attività del neurone,
provvedono al metabolismo cellulare di base), da un prolungamento denominato Assone (che trasmette i messaggi dal
corpo cellulare ai dendriti di altri neuroni o ai tessuti del corpo come ad esempio i muscoli) e da numerose ramificazioni
denominate Dendriti che ricevono i messaggi dagli altri neuroni e li propagano al corpo cellulare. Sono quindi i dendriti e
agli assoni che consentono al neurone di effettuare un elevato numero di interconnessioni, che di fatto realizzano
quell’ammasso di corpi cellulari che costituisce il cervello. Infatti, i neuroni si ammassano in modo da formare gruppi
cellulari denominati Nuclei oppure si allineano fra di loro in modo da formare fogli di cellule denominate Strati che si
dispongono tipicamente sulla superficie esterna del cervello, formando così la struttura anatomica denominata Corteccia
Cerebrale. Probabilmente questa disposizione è stata indotta dalla necessità evolutiva di utilizzare al meglio il poco
spazio rimasto all’interno della volta cranica, in quanto questa parte del cervello, in termini evolutivi, si è sviluppata per
ultima. I Nuclei invece si trovano nella parte più interna del cervello, al di sotto della corteccia. Questi due diversi tipi di
raggruppamenti, a causa del loro colore grigio sono stati denominati materia grigia, mentre i collegamenti tra questi due
gruppi, realizzati principalmente mediante gli assoni, è stata denominata materia bianca, a causa del colore bianco della
guaina isolante che gli avvolge.
La trasmissione di un messaggio fra l’assone di un neurone e il dendrite di un altro neurone non avviene attraverso un
contatto diretto, ma mediante il rilascio di sostanze chimiche diffuse in un microscopico spazio, denominato Sinapsi. Il
segnale elettrico che attraversa l’assone, per superare questo spazio, si trasforma in messaggero chimico, noto con il
nome di neurotrasmettitore. Questi neurotrasmettitori, che si diffondono attraverso la sinapsi, possono essere catturati
da specifici recettori, presenti sulla membrana della cellula-ricevente. Una volta catturato il neurotrasmettitore, il
messaggio da chimico viene riconvertito in impulso elettrico, mentre i neurotrasmettitori che non sono stati catturati, non
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restano nello spazio ma vengono riassorbiti dalla cellula che li ha emessi.
Gli assoni di diversi neuroni sono ricoperti da un materiale isolante denominato Guaina Mielinica, (materia bianca) che
però lascia scoperto alcuni punti denominati Nodi di Ranvier; questa interruzione, obbliga l’impulso elettrico a saltare da
un nodo all’altro. Questo procedere a balzi contribuisce sia a rendere più veloce il trasferimento del segnale elettrico
(circa 400 km/h), sia di rigenerarlo.
I neurotrasmettitori si suddividono, in funzione della loro azione, in due principali distinti gruppi:
• ad azione rapida, come ad esempio l’acetilcolina, l’adrenalina, la noradrenalina, la dopamina, ecc. Lo scopo di
queste molecole di piccola dimensione è di provocare risposte immediate, come ad esempio indurre il sorriso.
• ad azione lenta, come la somatostatina e le beta-endorfine, che fanno parte del gruppo dei Neuropeptidi. Queste
molecole di grossa dimensione, sono lente ad agire, ma sono in grado di indurre modifiche durevoli. Inoltre danno
forma alle sinapsi e possono ridurre il numero di recettori sensibili a determinati tipi di neurotrasmettitori, rendendo
così i neuroni sordi ad alcuni comandi.
Quindi il cervello umano, mediamente dal peso circa 1.5 Kg, è costituito da miliardi di miliardi di cellule, i cui elementi
fondamentali sono: i neuroni (le cellule nervose), le sinapsi (le connessioni), la guaina mielinica (la protezione) e i
neurotrasmettitori (il linguaggio), o meglio le parole di un linguaggio molto complesso, in grado di fornire precise
istruzioni, anche se costituito da solo circa 50 vocaboli.
I neurotrasmettitori si suddividono in eccitatori e in inibitori; il primo aumenta le probabilità di scarica del neurone
successivo, mentre il secondo riduce la probabilità di scarica del neurone che lo riceve. Ciò significa che l’attività di ogni
singolo neurone dipende dall’influsso di decine o migliaia di altri neuroni, attraverso contatti sinapsi eterogenei nella loro
natura sui quali agiscono diversi tipi di neurotrasmettitori. Il principale neurotrasmettitore eccitatore è il Glutammato,
mentre quello inibitore è il GABA.
Funzione dell’Assone
La principale funzione dell’Assone è quella di trasportare l’informazione fuori dal corpo cellulare del neurone. La sua
forma e lunghezza gli consentono di distribuire l’informazione contemporaneamente in diverse destinazioni. Infatti, al
termine dell’Assone vi è una struttura costituita da numerose diramazioni, alle cui estremità vi è una particolare struttura
denominata Bottone Terminale, la cui funzione è di effettuare il trasferimento fisico dell’informazione ai dendriti di altri
neuroni. Quindi, normalmente vi è un solo assone per cellula nervosa, con numerose diramazioni che gli consentono di
influenzare i neuroni adiacenti.
L’informazione all’interno del neurone è codificata come potenziale elettrico. Quando un neurone viene eccitato con un
valore superiore alla soglia del suo Potenziale a Riposo, si produce una inversione della polarità del potenziale nella sua
membrana. In realtà l’eccitazione può potenziare o attenuare il segnale, al fine di creare un segnale elettrico denominato
Potenziale di Azione. Quando questo segnale raggiunge le terminazioni dell’Assone, provoca lo svuotamento di alcune
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Vescicole Sinaptiche che rilasciano un mediatore chimico immagazzinato al loro interno, denominato
Neurotrasmettitore. Questa sostanza chimica si diffonde attraverso la Sinapsi, cioè attraverso lo spazio che esiste fra la
terminazione dell’Assone e i Dendriti dei neuroni adiacenti, al fine di aumentare la permeabilità, in modo da favorire il
passaggio degli ioni. A seguito di questo stato si crea, tra la zona eccitata e l’area adiacente una differenza di potenziale
che innesca un impulso nervoso che attraversa l’assone. Questo meccanismo di comunicazione fra i neuroni è detta
Trasmissione Sinaptica (o Conversazione Sinaptica).
In termine di Funzioni Psicologiche, questo processo consente di creare delle relazioni strutturate, cioè conoscenza,
sentimenti, emozioni, impulsi ad agire, ecc., fra i milioni di miliardi di connessioni possibili, fra i miliardi di neuroni che
costituiscono il nostro cervello.
Ciò significa che il flusso delle informazioni fra i neuroni è di tipo selettiva.
Sorge spontanea una domanda: come si configura questo flusso selettivo?Sembra che attualmente non sia ancora
possibile fornire una descrizione complessiva del fenomeno, tuttavia è possibile ottenere alcune parziali risposte.
La prima è determinata dalla struttura del collegamento, cioè dalle sinapsi e dalla modalità del trasferimento delle
informazioni fra le cellule realizzata mediante i neurotrasmettitori. La seconda è che mentre la struttura di base del
cervello è determinata dai geni, le interconnessioni tra i neuroni, che consentono loro di raggrupparsi, è condizionato
dall’ambiente esterno, cioè dall’esperienza, dall’apprendimento e da ciò che ci accade.
In altri termini, l’organizzazione delle cellule nervose, cioè il tessuto neuronale, è plasmato dall’ambiente, mediante la
funzione di trasferimento delle informazioni e dalla capacità di apprendimento. Tuttavia anche i Geni esercitano la loro
influenza sul comportamento individuale, in quanto sono i responsabili della sintetizzazione delle proteine, che
determinano il modo in cui i neuroni si collegano, mentre la Cultura ha il potere di intervenire sulla Plasticità Sinaptica,
cioè sulla capacità delle connessioni sinaptiche di rafforzarsi, indebolirsi, eliminarsi o riformarsi ex-novo, cioè di
modificare continuamente il funzionamento dei circuiti nervosi, sulla base dell’attività precedente e quindi
dell’esperienza. In altri termini, l’apprendimento contribuisce ad alterare le connessioni sinaptiche tra i neuroni.
Questa descrizione strutturale e funzionale è fondamentale per conoscere le proprietà elementari delle cellule nervose,
tuttavia non fornisce indicazioni su come queste cellule che costituiscono il cervello, consentono di realizzare le funzioni
psicologiche e la consapevolezza soggettiva.
Un ulteriore indispensabile passo è conoscere come l’organizzazione di queste cellule si trasformano in quella struttura
funzionale che comunemente chiamiamo cervello.
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