Un po’ di storia…. Quando si è cominciato a studiare il cervello? Come veniva considerato questo organo? Anatomia: come è fatto Funzionalità: come lavora in diverse situazioni Event funded by FP7-Eu project “DECIDE” Un po’ di storia…. 5000 a.C. Evidenza di teschi con presenza di trapanazione La trapanazione era un metodo che consisteva nel praticare dei fori nel cranio con intento meramente curativo 2500-3000 a.C. papiro chirurgico di Edwin Smith - osservazione clinica “Se tu esamini un uomo con la tempia sfondata… quando lo chiami non risponde, ha perso l’uso della parola.”: Si tratta di un papiro contenente osservazioni dettagliate della sintomatologia clinica di disturbi derivanti da fratture craniche o vertebrali Anche se gli antichi egizi avevamo una concezione “cuore-centrica”(il cuore concepito come fonte di vita che accoglie intelligenza e sentimenti) cominciano ad accorgersi dell’importanza delle funzioni cerebrali nel guidare funzioni vitali Un po’ di storia…. 460 a.C. – 360 a.C. Democrito - speculazione filosofica Democrito crede che sensazioni ed immagini abbiano origine da una base materiale fatta di atomi (detti atomi “psichici”) presenti nel corpo e derivano dallo spostamento di essi nello spazio corporeo. Al cervello “ guardiano del pensiero o dell’intelligenza” governa lo spostamento di questi corpuscoli Sono due le innovazioni fondamentali nel pensiero di Democrito: 1) L’idea che il cervello ha un suo ruolo guida 1) L’idea che ci sia qualcosa di materiale che governa lo scambio di informazioni tra cervello e organi corporei Un po’ di storia…. 460 a.C. – 379 a.C. – Ippocrate – osservazione clinica “Gli uomini dovrebbero sapere che da nient’altro, se non dal cervello, derivano la gioia, i piaceri, il riso e gli sport, i dispiacere e i dolori, l’angoscia, lo sconforto e il lamento. Ed è mediante il cervello, soprattutto, che noi acquisiamo saggezza e conoscenza, e che possiamo vedere e sentire e riconoscere ciò che è illecito e ciò che è giusto, ciò che è buono, quello che è dolce e quello che è insipido[….] Ed è sempre a causa dello stesso organo che noi diventiamo pazzi e deliranti, e che ci viene paura e ci assale il panico[…]” (Ippocrate, Sul mare sacro, IV secolo a. C.) L’ innovazione fondamentale nell’opera di Ippocrate è il suo approccio totalmente medico allo studio del cervello che gli permise di attribuire al cervello un ruolo fondamentale nelle funzioni vitali. Ippocrate fu anche il primo ad osservare come da ferite al cranio derivassero degli handicap motori e a valutare l’asimmetria nella localizzazione delle lesioni cerebrali Un po’ di storia…. III secolo a.C. – Erofilo ed Erasistrato - dissezione del corpo umano pre- e post-mortem “Così essi sezionarono i criminali che i re facevano uscire di prigione per consegnarglieli e farglieli esaminare mentre respiravano ancora” (Celso) Con questi due studiosi si raggiunse un’eccezionale conoscenza anatomica del cervello umano ma più superata fino al XVII d.C. Una delle più importanti informazioni che ottennero dall’analisi su corpi umani fu la prima distinzione tra cervelletto, midollo spinale e resto del cervello. Un po’ di storia…. 130-200 d.C. – Galeno - dissezione di animali pre- e post-mortem ed osservazione clinica Il lavoro di Galeno è molto importante perché egli dimostra che il cervello svolge un ruolo centrale nella guida del corpo e dell’attività mentale. In particolare Galeno • divide il cervello in tre ventricoli cerebrali: il ventricolo anteriore sede dell’integrazione delle stimolazioni provenienti dai diversi organi sensoriali e dell’immaginazione, il ventricolo mediano sede dei processi cognitivi (pensiero, ragionamento e giudizio), e il ventricolo posteriore sede della memoria. Il cervello è concepito come una specie di pompa che attraeva il pneuma psichico dagli organi di senso nei ventricoli anteriori e lo spingeva nei nervi motori per far contrarre i muscoli e ciò si verificava grazie a contrazioni attive del cervello. Il modello ventricolare proposto da Galeno resterà valido per secoli e verrà abbracciata anche dai padri della chiesa e dalla medicina mediorientale (Avicenna, Abdullah ibn Sina). Un po’ di storia…. Rinascimento – Leonardo da Vinci - dissezione di cadaveri ed animali Leonardo studia il sistema nervoso e le facoltà sensorie e della vista all’interno del cranio Focalizza anche il suo interesse sui movimenti all’interno del corpo umano. Si ferma ancora ad un livello meccanicistico e di descrizione anatomica Ancora a questo punto storico, lo studio del cervello è ancora molto collegato alla filosofia, soprattutto a causa di fremi posti dalla dottrina ufficiale dell’immaterialità dell’anima. 1758 – 1828 d.C. – Gall - cranioscopia Innovazioni fondamentali: • è fondamentale abbandonare la filosofia speculativa ed approcciarsi allo studio del cervello e delle facoltà mentali da naturalista e fisiologo • l’uomo nasce con una serie di “facoltà morali ed intellettuali” che hanno una precisa localizzazione all’interno della corteccia cerebrale • Per poter localizzare tali aree analizza i crani di criminali, malati di mente e busti di uomini celebri e fissa una carta di zone ossee corrispondenti alle inclinazioni e/o facoltà particolarmente pronuncite nell’uno o nell’altro dei suoi soggetti Un po’ di storia…. 1861 d.C. – Broca e il caso di Leborgne - analisi anatomica post-mortem Dati da autopsia di un malato da 21 in ospizio dopo aver perso l’uso della parola (afasia) pur senza aver perso le funzioni intellettuali. Broca evidenzia una lesione al lobo frontale sinistro non simmetrica, offrendo così la prima dimostrazione della localizzazione corticale di una facoltà ben nota quale il linguaggio. Un po’ di storia…. XX secolo – La “Belle Epoque” - analisi anatomiche post-mortem e analisi tissutali al microscopio E’ un periodo denso di innovazioni: 1. Fu sviluppato l’ Atlante di Brodmann con la localizzazione di 52 aree corticali tutt’oggi usata 2. Con l’avvento dei microscopi (microscopio ottico prima e microscopo elettronico dopo) la tecnologia comincia a supportare lo studio del cervello: • la microscopia permette di cominciare a vedere ed analizzare il tessuto cerebrale e di identificare le cellule nervose, i neuroni • le tecniche di immunoistochimica (vetrini colorati) permettono di studiare le strutture cerebrali Cellule del sistema dopaminergico (Dahlström and Fuxe, 1964) Cluster di cellule serotoninergiche (Dahlström and Fuxe, 1964) Ma a questo punto cosa manca???? Tutto quello visto fin’ora ha dato la possibilità di studiare il cervello principalmente ex vivo (cioè su campioni biologici estratti dal cervello stesso, tramite analisi post-mortem) Come si può valutare cosa succede nel nostro cervello mentre… La risposta a queste domande è arrivata dallo sviluppo delle tecniche di neuroimmagine Parliamo? Ascoltiamo musica? Immaginiamo?