Psicosomatica-Sviluppo del Sistema nervoso

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Lo Sviluppo del Sistema Nervoso

Argomento a) Neurofisiologia

Prima di entrare a trattare il Sistema Nervoso è utile dare uno sguardo rapido alla Neurofisiologia  che da qualche decennio è divenuta, principalmente negli Stati Uniti, una disciplina che ha offerto notevoli contributi per lo studio  della mente, della coscienza e del pensiero.

Si occupa di studiare soprattutto la fisiologia umana che indaga sul funzionamento dei neuroni e delle reti neurali.

Una delle caratteristiche specifiche di questa disciplina attiene lo studio e il monitoraggio dell’attività elettrica delle cellule nervose  nonché lo studio delle strutture nervose più complesse.

Occorre sottolineare, infine, che la Neurofisiologia si integra con altre discipline: biologia, anatomia, scienze cognitive e scienze del comportamento, psicobiologia e, per il nostro studio, con la Psicofisiologia  e la Psicologia fisiologica per le quali va fatta una distinzione.

Ø      la prima è il ponte tra fisiologia e psicologia, si occupa di studiare i correlati fisiologici dei processi psicologici;

Ø      la seconda studia i correlati comportamentali delle funzioni fisiologiche; si avvale del contributo di diverse discipline raggruppandole sotto l’obiettivo di comprendere le relazioni tra attività mentali, comportamento, processi fisiologici.

Il cervello va considerato come un insieme di fenomeni elettrici e biochimici e la neurofisiologia è il ramo della fisiologia che studia i fenomeni connessi con l’attività degli elementi del tessuto nervoso, sia in senso ampio (n. generale ), sia con riguardo a singoli raggruppamenti animali o a particolari suddivisioni del sistema nervoso (n. speciale degli Invertebrati, dei Mammiferi, dell’Uomo, del sistema vegetativo ecc.), sia mediante un confronto del diverso funzionamento degli organi nervosi nelle varie specie (n. comparata o comparativa).

La conoscenza funzionale del sistema nervoso seguì nel passato vie di sviluppo peculiari, entro larghi limiti diverse da quelle battute dal progresso degli altri campi della fisiologia.

Considerando comparativamente i fatti, si nota che l’applicazione del metodo sperimentale portò alla n. i suoi frutti molto più tardi rispetto alla fisiologia degli altri sistemi organici, tanto da giustificare gli studiosi che ritengono non potersi parlare di n. in senso moderno prima della fine del 19° secolo. Fu allora che C.S. Sherrington (1857-1952) pose le basi del concetto di integrazione nervosa e, con esso, diede inizio a quella continuità di pensiero in cui ancora la n. si muove; e fu negli stessi decenni che I.P. Pavlov, con la scoperta dei riflessi condizionati, restrinse lo iato tra funzioni viscerali, somatiche e psichiche del sistema nervoso, aprendo alla ricerca psicofisiologica linee d’indagine tuttora perseguite.

Per lungo tempo lo studio del sistema nervoso escluse dal proprio oggetto i fenomeni psichici, in quanto conoscibili solo per via introspettiva o per considerazioni analogiche, e in quanto più di ogni altro fenomeno difficili da ricondurre a leggi causali: è ovvio che l’impostazione metodologica della fisiologia moderna porta necessariamente a trascurare tutti i fenomeni non passibili di determinazione quantitativa. Appare quindi giustificato far risalire l’inizio dello studio delle ‘attività nervose superiori’ (come si preferisce chiamarle per paura di cadere nell’antropomorfismo) ai primi tentativi di fornire misurazioni di processi psichici, anche se per essi si ricorse ai dati dell’introspezione e furono pertanto limitati all’Uomo.

L’opera di Pavlov aprì all’indagine fisiologica anche i meccanismi delle attività psichiche superiori grazie alla sua scoperta dei riflessi condizionati.

Attraverso lo studio dei correlati organici (dapprima solo vegetativi, poi anche somatici e comportamentali) posti in essere da opportune associazioni di stimoli, permise di esteriorizzare in una certa misura lo svolgersi di processi psichici, e quindi di ricercarne la sede e analizzarne le componenti, associando al condizionamento un’analisi sperimentale fondata su lesioni centrali ovvero anche, da quando le tecniche di derivazione elettrofisiologica e quelle neurochimiche e neurofarmacologiche sono entrate in uso, su registrazioni dell’attività elettrica corticale e profonda, su trattamenti con sostanze inibitrici o attivatrici del metabolismo cellulare ecc.

 È chiaro che lo stabilirsi di un condizionamento implica una partecipazione estesa di processi psichici fondamentali, come l’attenzione, l’apprendimento, la memoria.

Il discorso lo dobbiamo interrompere qui perché ci porterebbe troppo lontano dall’oggetto del nostro corso che è di Psicologia Psicosomatica.

Sviluppo del Sistema Nervoso

La struttura di base del cervello é teoricamente identica in ciascuna persona e apparentemente simile in tutti i mammiferi. E’ in gran parte geneticamente determinata ma i fini dettagli delle sue connessioni sono influenzati dall’attività elettrica cerebrale, soprattutto nei primi momenti di vita. La sua complessità è tale che siamo ancora molto distanti dal comprendere appieno lo sviluppo del cervello anche se, in epoca recente, chiari indizi sono emersi a seguito della rivoluzione genetica.

Il corpo umano e il cervello si sviluppano da un’unica cellula, l’uovo fertilizzato. Ma come accade? Il principio cardine della biologia evolutiva è che il genoma è un insieme di istruzioni per creare gli organi del corpo, non una carta copiativa. Il genoma è composto da circa 40,000 geni che orchestrano tale processo. Portare a termine queste istruzioni è un po’ come l’arte cinese di piegare la carta –origami -, dove un numero limitato di modi di piegatura produce una struttura che potrebbe essere rappresentata solo da molti disegni.

A partire dall’embrione, un numero relativamente piccolo di istruzioni genetiche è in grado di produrre un’enorme varietà di cellule e connessioni cerebrali durante lo sviluppo.

Sorprendentemente, condividiamo molti dei nostri geni con il moscerino della frutta, la Drosophila.

E’ proprio grazie agli studi sul moscerino della frutta che è stata individuata la  maggior parte dei geni fondamentali per lo sviluppo del sistema nervoso dell’uomo. I neuroscienziati che studiano lo sviluppo cerebrale esaminano molti animali (zebrafish, la rana, il pulcino e il topo) ciascuno dei quali offre dei vantaggi nell’esame di particolari eventi molecolari o  cellulari. L’embrione di zebrafish,ad esempio, è trasparente e consente di osservare al microscopio ogni sua cellula durante lo sviluppo. Il toposi riproduce fretta e il suo genoma è stato quasi del tutto mappato e sequenziato. Pulcini e rane sono meno utili ma i loro grandi embrioni permettono manipolazioni microchirurgiche per esaminare cosa succede quando alcune cellule migrano in posizioni anomale.

Il primo passo nello sviluppo cerebrale è la divisione cellulare. Un altro punto chiave è la differenziazione cellulare, quando le singole cellule smettono di dividersi ed assumono caratteristiche specifiche come quelle dei neuroni o delle cellule gliali. La differenziazione causa una riorganizzazione spaziale.

Diversi tipi di neuroni migrano in diverse sedi in un processo detto di formazione della trama. Il primo evento saliente nella formazione della trama avviene durante la terza settimana della gestazione umana, quando l’embrione è formato solo da un doppio foglietto di cellule in divisione.

 Un gruppetto di cellule sulla superficie superiore del doppio foglio contiene le istruzioni per formare l’intero cervello e il midollo spinale. Queste cellule compongono una struttura a forma di racchetta da tennis detta placca neurale, la cui parte anteriore darà origine al cervello mentre la  parte posteriore diverrà il midollo spinale.

 I segnali che dirigono queste cellule provengono dal foglietto sottostante che darà origine allo scheletro e ai muscoli assiali dell’embrione. Le diverse regioni esprimono diversi insiemi di geni che presagiscono lo sviluppo delle varie aree cerebrali, il telencefalo, il mesencefalo e il romboencefalo, con distinte funzioni e diversa  architettura cellulare.

Una settimana dopo, la placca neurale si arrotola in forma di tubo, si approfonda e viene avvolta da quella che sarà la futura epidermide. Nelle settimane seguenti si verificano ulteriori profondi cambiamenti compresi mutamenti di forma, divisioni, migrazioni e adesioni cellulari.

Il tubo neurale, ad esempio, si piega fino a che la regione cefalica si trova ad angolo retto rispetto a quella del tronco. Questo rimodellamento prosegue a livelli sempre più raffinati, fino a conferire un’ identità individuale ai nuovi neuroni. Le cose possono però andar male.

Una mancata chiusura del tubo neurale causa la spina bifida, una condizione solitamente limitata al tratto finale del midollo spinale che, benché invalidante, non costituisce un rischio per la vita. D’altro canto, la mancata chiusura del tratto craniale può esitare nella completa mancanza di un cervello, una condizione nota come anencefalia.

Il principio sottostante la formazione della trama è che le cellule imparano la loro posizione rispetto agli assi principali del sistema nervoso: antero-posteriore e supero-inferiore.

 Di fatto, ogni cellula calcola la propria posizione rispetto a queste coordinate ortogonali come chi legge una mappa desume la propria posizione misurandone la distanza da punti definiti.

Ogni neurone (cellula nervosa) acquisisce la sua identità individuale e smette di dividersi ed estende il suo assone tramite un’estremità allargata detta cono di crescita.

Il cervello prosegue la sua trasformazione non solo fino al momento della nascita del bambino ma addirittura fino al raggiungimento dei diciotto anni di vita.

Va detto che durante questo periodo il numero delle cellule nervose aumenta di circa cento miliardi e le connessioni che le mettono in contatto (dette sinapsi) tra loro si moltiplicano fino a raggiungere il milione di miliardi, le sinapsi sono quasi tutte presenti già al momento dell’età scolare tuttavia continuano a modificarsi e vengono registrate costantemente.

Questo accade perché ogni qualvolta proviamo e/o esperiamo emozioni, sensazioni, impressioni nuove avviene una piccola modificazione nell’architettura delle nostre connessioni sinaitiche: alcune muoiono, altre si creano, altre si potenziano, altre si allentano e ciò avviene ogni ora di ogni giorno per tutto l’arco della nostra vita (E. Boncinelli, 2011).

Dr.ssa Donatella Steck

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