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SCIENZA

Galassiamente

31/08/2010 -

Traffico di informazioni
e semafori nel cervello

 

ROSALBA MICELI

L'organizzazione del comportamento come sequenze di azioni richiede un adatto inizio e termine di ciascuna sequenza. Il circuito neurale che segnala - al pari di un semaforo – le istruzioni di inizio e stop è al centro di studi volti a comprendere i processi alla base dell'apprendimento motorio e a far luce sui deficit che caratterizzano malattie neurologiche come il Parkinson. In un editoriale dal significativo titolo "Brain's traffic lights", apparso recentemente sulla prestigiosa rivista scientifica "Nature", il professore Paolo Calabresi dell'Università di Perugia, direttore di un gruppo di ricerca presso il Laboratorio di Elettrofisiologia dell'IRCCS Fondazione Santa Lucia di Roma, prova a descrivere il meccanismo del "semaforo" neurale.

Calabresi, impegnato da tempo sullo specifico ruolo giocato dal nucleo striato sia in condizioni fisiologiche che patologiche, analizza i risultati di una ricerca ("Start/stop signals emerge in nigrostriatal circuits during sequence learning"), pubblicati sullo stesso numero della rivista "Nature" (466), ad opera di studiosi americani e portoghesi (Xin Jin e Rui Costa, afferenti rispettivamente il primo al "Laboratory for Integrative Neuroscience, National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism" di Bethesda, ed il secondo al "Champalimaud Neuroscience Programme" presso l'Instituto Gulbenkian de Ciência, in Portogallo); i due ricercatori hanno dimostrato che l'attivazione di uno specifico circuito neuronale - comprendente il nucleo striato e la sostanza nera - è in grado di segnalare l'inizio e la fine di una sequenza motoria durante il suo apprendimento. All'alterata funzione di tale circuito, commenta Calabresi, potrebbe conseguire l'incapacità di coordinare l'inizio e la fine delle varie sequenze motorie.

Apprendere un gesto complesso significa controllarlo cioè poter iniziare, continuare o arrestare un'azione seguendo una certa intenzione. La capacità di apprendere ed eseguire sequenze motorie complesse è essenziale per la sopravvivenza umana: gran parte delle attività quotidiane sono apprese ed eventualmente, con la pratica, eseguite automaticamente, mediante un processo di apprendimento implicito che implica modificazioni nell'attività neurale in specifiche strutture cerebrali. Dalle cellule della sostanza nera si dipartono delle terminazioni nervose che formano sinapsi con i neuroni dello striato, un nucleo dei Gangli della Base. Queste terminazioni costituiscono la "via nigro-striatale", la quale è parte integrante del cosiddetto Sistema Extrapiramidale, un sistema che lavora di concerto con la corteccia cerebrale e con il Talamo, con la funzione di facilitare quelle parti della corteccia cerebrale che attivano la memoria dei gesti ed i movimenti "automatici".

Prima di divenire automatico un movimento deve essere appreso ed eseguito con attenzione e concentrazione; con l'esercizio diverrà sempre più preciso, trasformandosi via via in movimento automatico, riservando alla coscienza il compito di verificare il raggiungimento dell'obiettivo. Gli automatismi, una volta appresi, necessitano di uno scarso controllo della coscienza per continuare ad essere eseguiti. Il processo di apprendimento motorio implica dunque un passaggio dal movimento volontario a quello automatico. Scrivere, usare le posate, allacciarsi le scarpe, eseguire un passo di danza, suonare uno strumento musicale, andare in bicicletta, guidare una automobile, sono tutti gesti complessi che richiedono una notevole coordinazione. Indichiamo come coordinazione motoria la funzione che ordina e collega tutti gli elementi che costituiscono il gesto (la catena motoria). Più automatismi è in grado di compiere una persona, più ricco sarà il suo repertorio motorio.

Una imperfetta coordinazione motoria, come pure una particolare difficoltà nell'iniziare il movimento e nel porvi fine, è condizione caratterizzante la malattia di Parkinson, la più frequente tra le malattie degenerative del Sistema Nervoso Centrale, in cui il circuito composto dal nucleo striato e dalla sostanza nera è disfunzionale, in relazione alla selettiva degenerazione dei neuroni dopaminergici della sostanza nera.

Seguendo l'analisi di Calabresi, pur essendo necessari ulteriori studi sia sperimentali sia clinici volti ad approfondire il meccanismo del "semaforo" neurale, le nuove acquisizioni scientifiche rappresentano un punto di partenza per la comprensione dei processi che regolano l'apprendimento motorio, l'esecuzione coordinata di complesse sequenze di azioni ed in ultima istanza, i deficit motori associati a malattie neurologiche disabilitanti quali il morbo di Parkinson.

La Stampa