Science, 29 Oct 93, Vol. 262, pg. 673 - Michael I. Posner - L’indagine sui meccanismi del cervello umano sfrutta oggi nuove tecniche come la tomografia ad emissione positronica (PET) e l’immagine a risonanza magnetica (MRI) che misurano l’attività del flusso sanguigno nel cervello come indice dell’attività neurale anche se il legame risulta oscuro. Mentre le funzioni conoscitive sono largamente diffuse in molte aree del cervello, le funzioni sensoriali e motorie sono localizzate in regioni specifiche. Gli stimoli provocati dalle immagini mostrano che c’è una relazione fra ciò che pensiamo e ciò che vediamo.
Science, 29 Oct 93, Vol. 262, pg. 685 - Keiji Tanaka - Il riconoscimento degli oggetti dalla loro immagine è una delle funzioni chiave del cervello dei primati. Sono state identificate 30 aree visive della corteccia cerebrale dei macachi. Poiché l’immagine di uno stesso oggetto varia con l’illuminazione, con l’angolo di vista e l’articolazione dell’oggetto, il processo di riconoscimento deve essere flessibile, non lineare ed interessa l’attivazione di molte celle.
Science, 28 Jan 94, Vol. 263, pg. 466 - Marcia Barinaga - Il processo detto Long Term Potentiation (LTP) è quello che provvede al rafforzo delle sinapsi che producono i legami fra i neuroni. Questo processo che si credeva molto specifico è invece reso diffuso dall’azione dell’ossido nitrico (NO) una molecola molto attiva e solubile. Ci si chiede ora che effetto ha questo potenziamento diffuso delle sinapsi sulla memoria e quali vantaggi può fornire.
Science, 14 Oct 94, Vol. 266, pg. 218 - Robert F. Service - Un neurologo dell’Università della California ha scoperto una droga che ha uno straordinario effetto sulle molecole che trasmettono memoria, in una serie di esperimenti con i topi. La sostanza è chiamata Ampakines ed aumenta la velocità a cui gli animali imparano nuove procedure. La sostanza deve avere quindi un effetto sul processo di Long Term Potentiation (LTP) che rinforza i collegamenti fra i neuroni.
Science, 2 Dec 94, Vol. 266, pg. 1475 - Marcia Barinaga - La capacità del sistema neuronico di modificarsi non è limitato alla memoria ed all’apprendimento, ma reagisce anche a danni traumatici e malattie. Anche la corteccia primaria (M1) dedicata al moto e quella sensoriale, sempre supposte “cablate”, mostrano caratteristiche di plasticità. Ad esempio quando un adulto divenuto cieco e impara ad usare le dita per leggere il Braille si espande l’area del cervello che rivela il tatto. La rivelazione delle aree del cervello interessate a certe attività viene eseguita con la tecnica delle immagini a risonanza magnetica che rivelano il livello dell’ossigeno. Molti disordini emotivi dipendono da associazioni di memorie traumatiche che rimangono attive anche dopo che la causa originaria non è più rilevante, caso di molti soldati tornati dal Vietnam. Responsabile di queste associazioni è l’area del cervello detta amygdala ma, se l’amygdala viene rimossa dai ratti, questi perdono le loro reazioni di paura, ma possono essere di nuovo addestrati ad avere paura e ciò indica che altre strutture del cervello acquistano questa funzione. Il sistema nervoso inoltre non è limitato al cervello; negli adulti molti cambiamenti avvengono nel sistema nervoso periferico che collega il cervello al resto del corpo. Un danno alle terminazioni periferiche può dare luogo alla crescita di nuove sinapsi anomale che producono poi sindromi dolorifiche intrattabili.
Science, 12 May 95, Vol. 268, pg. 803 - Marcia Barinaga - La mappatura delle aree del cervello umano relazionata all’attività sensoria è stata eseguita fino ad ora mediante la tomografia ad emissione positronica (PET). Una nuova metodologia, sviluppata negli anni ‘90, permette ora una migliore risoluzione spaziale ed una maggior velocità fornendo migliaia di immagini in meno di 10 minuti. Questa tecnica è stata utile per generare una mappa retinotopica per localizzare i singoli neuroni che rispondono ai segnali provenienti da una specifica parte della retina.
Science, 12 May 95, Vol. 268, pg. 807 - Random Samples - Il cervello delle donne è circa il 10% più piccolo di quello degli uomini e, poiché non c’è ragione di credere che le donne possiedano un minor numero di cellule cerebrali, si è fatta l’ipotesi che i loro neuroni siano assiemati in modo più compatto. Questa idea è stata confermata da uno studio condotto sui tessuti cerebrali di quattro uomini e quattro donne prelevati dopo la morte. I ricercatori hanno usato un microscopio per misurare la densità dei neuroni per millimetro cubo. La maggiore densità è stata riscontrata nelle zone relazionate al linguaggio ed alle funzioni uditive. Questo potrebbe spiegare il vantaggio che dimostrano le donne nel linguaggio e nell’espressività dovuto ad un minore tempo di transito a livello neuronico.
Science, 27 Oct 95, Vol. 270, pg. 581 - Marcia Barinaga - Negli ultimi anni i neurobiologi hanno appreso che il processo di sviluppo delle connessioni neuroniche dipende insieme dall’attività elettrica dei neuroni e dalla presenza di una proteina fondamentale chiamata fattore neurotrofico. I neuroni elettricamente attivi reagiscono meglio al fattore neurotrofico. Durante lo sviluppo del cervello i neuroni creano collegamenti imperfetti con altri neuroni, successivamente i neuroni che ricevono stimoli elettrici simultaneamente creano connessioni più resistenti mentre i neuroni che rimangono inattivi tendono a perdere le connessioni già acquisite.
Science, 3 Nov 95, Vol. 270, pg. 756 - David Ferster - Il sistema nervoso centrale impiega approssimativamente un trilione di neuroni connessi in modo estremamente complicato. I neurologi cercano di scoprire come funziona questa rete. Per decenni si è pensato che l’informazione fosse contenuta nelle sequenze di eccitazione, ma c’è anche un’ipotesi alternativa un po’ eretica che la collega alla sequenza temporale anche se il tempo medio occupato è lo stesso. Fino ad ora però non si sono raccolte chiare prove che stimoli distinti producono sequenze temporali diverse.
Science, 26 Apr 96, Vol. 272, pg. 482 - Marcia Bariniga - Da più di un secolo i neurologi hanno osservato che persone affette da lesioni al cervelletto, una vasta struttura che si trova sotto la corteccia nella parte posteriore del cervello, perdono il coordinamento dei movimenti, ma oltre a questa funzione negli ultimi decenni i ricercatori si sono convinti che il cervelletto partecipa a molte delle altre funzione del cervello incluso l’apprendimento. Gli studi neuroanatomici hanno rivelato infatti estese interconnessioni con le strutture superiori del cervello e si pensa che le funzioni del cervelletto siano di aiuto nella fase di preparazione e sincronizzazione delle azioni del cervello.
Science, 18 Oct 96, Vol. 274, pg. 339 - Bruce Schechter - Secondo i neuroscienziati il cervello è formato da una confederazione di zone ciascuna delle quali si occupa di una piccola parte del problema della cognizione. Ad esempio la forma di una mela viene riconosciuta dai neuroni di una parte della corteccia ed il suo colore da un’altra porzione. Come poi vengono processate insieme le informazioni delle varie parti è ancora un mistero. Molti ricercatori pensano che la spiegazione sia nel ritmo delle informazioni che sembrano diventare sincronizzate quando riguardano lo stesso argomento. Da più di 30 anni è stato notato che i neuroni comunicano con pacchetti ritmici 30 - 60 volte al secondo. Gli impulsi neuronici viaggiano a circa 1 mm per millisecondo e quindi regioni separate da 10 mm producono un ritardo di 10 millisecondi.
Science, 17 Jan 97, Vol. 275, pg. 324 - Erik Frank - Nei muscoli dei vertebrati adulti ciascuna fibra muscolare è innervata da un singolo moto-neurone. Alla nascita però ogni fibra è innervata da diversi moto-neuroni; dopo le prime due settimane inizia il processo di eliminazione delle sinapsi ed alla fine ogni fibra rimane con un singolo moto-neurone. Il processo è progressivo con l’indebolimento delle sinapsi in via di eliminazione a vantaggio dell’unica che rimane. Il meccanismo è ancora sconosciuto, ma in questa selezione ha certo un’importanza cruciale l’attività elettrica del nervo e del muscolo.
Science, 14 Mar 97, Vol. 275, pg. 1563 - Dennis Normile - L’impegno di una ricerca sulla neuroscienza è stato annunziato dagli USA nel 1990, dall’Europa nel 1991 ed ora viene affermato dal Giappone. Il governo giapponese finanzia quest’anno la nuova iniziativa con 125 milioni di US$. Gli obiettivi sono ambiziosi e copriranno un arco di 20 anni e più. Il neuroscienziato Masao Ito della RIKEN (Istituto di Ricerca Fisica e Chimica) individua tre obiettivi principali. Comprendere il cervello: a breve termine localizzare le aree responsabili della percezione, delle emozioni e della coscienza e comprendere il meccanismo della memoria e dell’apprendimento; a lungo termine comprendere la consapevolezza ed il ruolo del linguaggio nel pensiero e nell’intelligenza. Proteggere il cervello: a breve termine indagine sulle malattie dovute a fattori esterni ed a singoli geni; a lungo termine controllo dei processi di sviluppo e di invecchiamento e cura delle malattie dovute a molti geni. Creare il cervello: a breve termine sviluppare un sistema di memoria con autorganizzazione; a lungo termine sviluppare un sistema di computer con capacità intellettuali ed emozionali.
Science, 14 Mar 97, Vol. 275, pg. 1583 - Marcia Barinaga - La coscienza è certo un’attività dei nostri neuroni, ma può essere divisa in categorie. Una forma semplice di coscienza è la consapevolezza ed in quella visuale è il nostro cervello a influenzare le percezioni. Noi infatti non percepiamo le immagini della retina, ma un’immagine neurale che si forma nella nostra corteccia diversa da quella reale del mondo esterno. Esistono degli esempi di percezione bistabile quando un’immagine può essere interpretata in due modi diversi come il caso del cubo di Neker, che può essere visto come in rilievo verso l’esterno o verso l’interno della pagina, o come l’immagine in bianco e nero che può essere vista come due facce nere di fronte o come un vaso bianco. In questo caso si crea una commutazione che permette di percepire un’immagine o l’altra e mai insieme. Lo stesso succede se si costringono i due occhi a vedere due immagini diversa: si ha coscienza solo di un’immagine per volta. Esperimenti con le scimmie, nel cui cervello vengono impiantati degli elettrodi, hanno mostrato che le due immagini si formano in punti diverse della corteccia.
Science, 11 Apr 97, Vol. 276, pg. 196 - Marcia Barinaga - I metodi comunemente usati per mappare l’attività del cervello, come la Positron Emission Tomography (PET) e la Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI), non registrano direttamente l’attività dei neuroni, ma misurano dei surrogati come il flusso del sangue nel caso del PET e l’ossigenazione del sangue per il fMRI e molti neurologi ritengono che questi indicatori non siano significativi. Alla base del dibattito è la domanda se un neurone attivo richieda più sangue di quello in riposo e fino a 12 anni fa ciò era ritenuto vero. Nel 1985 Raichle e Fox dimostrarono che non c’era apprezzabile consumo di ossigeno e suggerirono che i neuroni lavoravano usando l’energia anaerobica del metabolismo dal glucosio al lattosio. Ora usando tecniche più sensibili si è visto un aumento di acquisizione di ossigeno appena un’area del cervello diviene attiva. Ad esempio si è notato un aumento della diossiemoglobina nella corteccia visiva di un gatto 200-400 millisecondi dopo la presentazione di un’immagine, ma dopo 3 secondi l’effetto svaniva. L’opinione dominante è così tornata verso un’attività aerobica.
Science, 17 Apr 98, Vol. 280, pg. 376 - Marcia Barinaga - I neurofisiologi cercano di comprendere come lavora il cervello registrando l’attività dei singoli neuroni. Con questo metodo si sono acquisite molte conoscenze su come i neuroni codificano le informazioni variando la frequenza di emissione. I più recenti risultati poi mostrano che nel cervello la codifica delle informazione avviene non solo attraverso la frequenza di emissione dei singoli neuroni, ma dalla configurazione (pattern) di segnali che un gruppo di neuroni si scambiano. Sembra che frequentemente i neuroni si portano per breve periodo in una condizione in cui si scambiano informazioni in modo sincrono. Questo fatto suggerisce che i neuroni formino in questi casi un gruppo funzionale e sembra che così codificano le informazioni per il movimento. Un caso ben studiato è quello delle emissioni sincrone in relazione al sistema olfattivo degli insetti, in particolare i lobi delle antenne dove gli insetti processano gli odori. Il lobo contiene 1000 neuroni e circa 100 di questi si eccitano in risposta ad ogni odore e la temporizzazione dei segnali è in relazione all’odore. Poiché è stato osservato che una neurotossina detta pirotoxin blocca il sincronismo dei segnali neuronici, i ricercatori hanno addestrato delle api da miele a riconoscere degli odori associandoli ad un premio. In presenza di odori molto simili le api trattate con picrotoxin sbagliavano.
Science, 6 Nov 98, Vol. 282, pg. 1018 - Marcia Barinaga - Fino ad oggi i neurobiologi hanno ritenuto fosse difficile se non impossibile la ricostituzione dei neuroni di un cervello adulto una volta perduti per età o malattie. Recentemente due scoperte fanno sperare di poter superare questa barriera. Una è l’isolamento di cellule staminali nel cervello, cioè delle cellule originali capaci di differenziarsi in tutti i tipi di cellule che si trovano nel cervello; l’altra è il ritrovamento di una piccola area del cervello umano che produce nuovi neuroni in tarda età. Queste scoperte potrebbero aprire nuove possibilità nelle terapie dei morbi Parkinson e Alzheimer. Per prima cosa si è avuta la prova che cellule staminali del cervello possono differenziarsi nei tre tipi principali di cellule cerebrali, cioè i neuroni ed i due tipi di cellule di supporto dette glia. La seconda scoperta viene da un team svedese che studiava lo sviluppo di cellule tumorali nel cervello usando un marker che viene incorporato nel DNA delle cellule che si dividono. Dopo la morte di alcuni pazienti, analizzandone i tessuti cerebrali, è stato trovato il marker in alcuni neuroni in una regione dell’hippocampo, segno che queste cellule si erano formate da poco tempo per divisione di cellule staminali. Ciò significa che la generazione di neuroni non si arresta dopo la nascita; tuttavia la portata di questa scoperta non è ancora chiara in quanto la regione dell’hippocampo interessata è solo una piccola parte del cervello.
Science, 23 Apr 99, Vol. 284, pg. 578 - Robert F. Service - Lo scorso mese, ad una riunione della American Chemical Society in Anaheim, California, un gruppo di ricercatori ha presentato una nuova tecnologia per collegare neuroni con un circuito al silicio e quindi permettere ai neuroscienziati di esplorare il comportamento di una connessione fra neuroni ed i segnali da essi scambiati. Il collegamento elettrico con una terminazione nervosa è realizzato con una giunzione FET, ma ciò che è più importante è la possibilità di realizzare connessioni fra più neuroni mediante un composto organico detto DETA compatibile con i neuroni e deposto sulla superficie del silicio sul quale i neuroni fanno migrare i loro assoni e possono realizzare un collegamento sinaptico. In questi esperimenti la vita dei neuroni non superava un mese, ora con materiali di cultura migliori i neuroni sopravvivono fino a un anno. Anche se l’unione fra microelettronica e neuroni è solo agli inizi, le protesi neuroniche sono però già una realtà in quanto esse devono realizzare un collegamento elettrico con un gruppo di cellule e non con un singolo neurone. Una di queste protesi è quella della coclea per stimolare i nervi uditori e dare un udito rudimentale ai sordi con 22 elettrodi che permettono la percezione di diverse frequenze; di queste protesi ne sono state impiantate circa 20000. Altre protesi permettono di ridare capacità agli arti dei quadriplegici o migliorare il controllo della vescica. Per la vista si è realizzato l’impianto di 25 elettrodi sulla retina per permettere la percezione di forme complesse come le lettere.
Science, 22 Oct 99, Vol. 286, pg. 723 - Gilles Laurent - Studiando le informazioni che il cervello riceve dal mondo esterno ci si chiede quali codici e quale formato viene usato e perché. In realtà il cervello opera subito una selezione di queste informazioni per estrarre quelle che sono rilevanti per la sopravvivenza raggruppando le informazioni piuttosto che analizzandole in dettaglio. Ad esempio nulla nel mondo fisico può indicare se un certo odore è gradito o no ad un certo animale, ma tutte le sensazioni sono pesate con riguardo al punto di vista dell’animale. L’olfatto in particolare è fortemente associato alla memoria, le stesse informazioni vengono inviate a diverse aree del cervello e ciascuna le decodifica in modo diverso. Il bulbo olfattivo (OB) è capace di assegnare un’identità o valore ad un gran numero di odori naturali o alle loro mescolanze ed il sistema olfattivo si adatta a questa enorme varietà.
Science, 21 Jul 2000, Vol. 289, pg. 399 - Robert J. Sternberg - Dal tempo di Platone si è molto parlato della nozione di intelligenza e del modo di misurarla. Nel 1904 Spearman propose l’esistenza di un fattore di intelligenza (g) che include tutte le abilità dell’uomo ed è alla base del cosiddetto IQ (Intelligence Quotient). Nel 1916 Thomson precisò che l’intelligenza non è riducibile a qualcosa di unitario, ma è un insieme di capacità diverse necessarie per assolvere i compiti intellettivi. Per gettare un ponte fra teoria e pratica nelle misure dell’intelligenza, Duncan ed altri hanno usato la tomografia ad emissione di protoni per monitorare l’attività del cervello di volontari che compivano certe attività di relazione con l’esterno, di parola, di percezione ed azione. Si è visto che le attività legate alla misura di g provocano attivazione di porzioni dei lobi frontali del cervello. D’altra parte il risultato delle prove di intelligenza per gli studenti dei college in USA fornisce un valore di 500 con una deviazione standard di 100 ed un campo fra 200 e 800, ma il successo nella vita dipende poco da questi numeri e si riconosce l’incompletezza di questi metodi. La teoria triarchica dell’intelligenza postula l’esistenza di tre tipi di intelligenza: analitica, creativa e pratica, relativamente indipendenti fra di loro, dall’età e dallo stato socioeconomico delle persone. L’intelligenza pratica, quella che richiede la capacità di risolvere i problemi e di prendere decisioni, ha scarse correlazioni con l’intelligenza analitica e, in un ambiente dove le capacità pratiche sono maggiormente valutate, gli individui intelligenti sviluppano abilità pratiche a spese di quelle accademiche ed analitiche. L’attivazione dei lobi frontali dimostra solo una correlazione e non un rapporto di causa ed effetto, non indica per esempio quali aree sono attivate durante il pensiero creativo o pratico. Per capire l’intelligenza umana bisogna prima scoprire il funzionamento dei lobi frontali e come le aree indicate interagiscono con i compiti in esecuzione.
Science, 29 Jul 2005, Vol. 309, pg. 711 - Arne Öhman - La Guerra Fredda è stata un gioco di potenza politica che seguiva delle regole razionali, ora è stata sostituita da conflitti meno predicibili che lasciano più spazio alle emozioni piuttosto che alla ragione. Essi si manifestano come guerre civili alimentate da conflitti religiosi e combattute con il terrorismo. La minaccia nucleare è stata sostituita da una molteplicità di concrete minacce in forme terroristiche. Per fronteggiare questa situazione abbiamo bisogno di una conoscenza scientifica delle dinamiche emozionali dei gruppi in conflitto e capire come si formano gli atteggiamenti fra i gruppi etnici. Non c’è da sorprendersi se si scopre che la paura gioca un ruolo importante. Il condizionamento della paura è una forma di apprendimento ben compreso. La paura ha effetti insidiosi, quando proviamo paura cerchiamo di sfuggire alla situazione piuttosto che fare una valutazione dell’effettivo pericolo e si fuggono anche le cose che vengono associate ad una situazione pericolosa. Una ricerca di Andreas Olsson del Department of Psychology dell’Università di New York e di altri propone che l’evoluzione ha predisposto gli uomini ad imparare facilmente alcune cose piuttosto che altre e, riguardo alla paura, assume che oggetti ed eventi che hanno posto minacce alla sopravvivenza umana siano state associate alla paura attraverso l’evoluzione. Ciò provoca la prima reazione cioè di fuggire ed evitare, ma affermare che c’è una base biologica alle tensioni etniche è in contrasto con l’enfasi che si da all’apprendimento sociale. In realtà i dati riportati da Olsson non distinguono fra apprendimento evolutivo e sociale nell’origine dei conflitti fra i gruppi, i risultati si possono vedere più come effetti che come cause ed il tutto è coerente con la visione di una spinta sociale ed evolutiva in piccoli gruppi i cui membri sono legati fra di loro da solidarietà e da un comune dialetto o linguaggio. In realtà poi gli effetti osservati del condizionamento da paura vengono attenuati dall’esperienza dei rapporti interrazziali. Il condizionamento da paura negli uomini non richiede una meditazione cosciente, si dimostra che avviene in risposta a volti nascosti e mascherati, ad esempio nei bianchi in modo incosciente si associa la paura alle fattezze di un nero più che di un bianco. Gli studi delle immagini del cervello correlano l’attività dell’amigdala con le facce di gruppi estranei o mascherate e le risposte emozionali negative nei riguardi di razze differenti sono indipendenti da un’attività cosciente. Olsson ha trovato che l’attitudine negativa verso le altre razze deriva da processi emotivi difficili da sottoporre a comportamenti decisionali razionali. Tuttavia questi processi possono essere contrastati dai contatti interrazziali e la comprensione di queste associazioni emotive può aiutare a combattere lo sviluppo di stereotipi nei rapporti con gruppi estranei.
Science, 3 Feb 2006, Vol. 311, pg. 596 - Yudhijit Bhattacharjee - Nella vita di ogni giorno di uomini ed animali, la capacità del cervello di valutare gli intervalli di tempo è fondamentale per il comportamento. Camminare e suonare si basano sulla valutazione del tempo in termini di decine e centinaia di millisecondi; altre attività come la ricerca del cibo o il prendere decisioni coinvolgono il giudicare intervalli di tempo di secondi, minuti o anche ore. Per decenni i ricercatori hanno cercato di scoprire le basi neurologiche della percezione del tempo ed hanno compreso la funzione dell’orologio circadiano che regola i cicli del giorno e dalla notte. Nei mammiferi questo orologio si trova nell’ipotalamo ed i ricercatori hanno sperato di localizzare nel cervello delle strutture dedicate a valutare brevi intervalli di tempo, ma ora hanno rinunziato a cercarla in un luogo preciso e sono sempre più convinti che il cervello giudica gli intervalli brevi, da millisecondi alle ore, con l’aiuto di una rete distribuita di neuroni. Queste conclusioni sono venute dagli studi elettrofisiologici su animali, esperimenti di comportamento che coinvolgono pazienti con lesioni cerebrali e dagli studi di neuroimmagini di persone sane. Per identificare le diverse regioni del cervello che giuocano un ruolo nella temporizzazione, alcuni ricercatori si sono focalizzati sull’ippocampo assumendo che la percezione del tempo è fondata sulla memoria, altri hanno cercato nel cervelletto. A metà degli anni ’90 i ricercatori si convinsero che il sistema si trovava nei gangli basali. Negli anni più recenti i neuroscienziati hanno collegato alla percezione del tempo diverse aree della corteccia. Nel 2002, un team dell’università di Roma, Italia, guidato da Giacomo Koch, ha riferito di un paziente con una lesione alla corteccia prefrontale che sottostimava durate di pochi secondi ed il tempo per lui scorreva più rapidamente che in realtà. Un effetto simile è stato segnalato dall’università di Monaco, in Germania, per un paziente con lesioni in un’altra area corticale. Alcune prove evidenti su una funzione distribuita provengono dagli studi di neuroimmagini con la functional magnetic resonance su volontari che mostravano l’attivazione di una estesa rete di aree del cervello durante prove di stima del tempo. In contrasto solo la regione V4 della corteccia visuale si evidenzia durante le prove di riconoscimento dei colori. Tuttavia, benché ora i ricercatori siano convinti che la valutazione del tempo coinvolga regioni multiple del cervello, essi sono in disaccordo sul modo con cui i neuroni la realizzano. Fino ad ora la teoria prevalente era che alcuni neuroni rilasciassero degli impulsi da parte di alcuni neurotrasmettitori ad intervalli periodici, mentre altri neurotrasmettitori li accumulavano. La quantità degli impulsi accumulati corrispondeva ad una specifica durata ricordata dalla memoria a lungo termine e questo permetteva di compararla con altri intervalli di tempo di precedente esperienza. Questo modello è noto come dell’accumulatore-pacemaker degli anni ’70. A metà degli anni ’90 è stato proposto che la funzione di stop dell’orologio fosse localizzata nei gangli basali ed i neuroni dell’accumulatore nello striatum ed una prova di ciò veniva dagli studi sul Parkinson che riduce la prestazione di valutazione dei tempi a causa della perdita dei neuroni che producono la dopamina. Fornendo infatti ai pazienti una medicina che aumentava il livello di dopamina si migliorava la funzione di temporizzazione. In un modello alternativo, lo striatum legge gli intervalli facendo un’istantanea di diverse emissioni temporali. Diverse popolazioni di neuroni della corteccia, tutte connesse allo striatum, hanno diverse frequenze di emissione che costituiscono il codice distribuito dell’orologio. Ad un certo punto, quando si deve temporizzare un evento si memorizzano i segnali di massimo coincidenti del codice distribuito e, quando si verifica un’altra configurazione di massimi, l’esperienza acquisita riconosce il tempo trascorso. In questo modello non c’è bisogno di un accumulatore. Non tutti accettano però questo modello perché vi sono migliaia di neuroni che emettono segnali e questo insieme è irrealistico che costituisca un codice temporale; i sostenitori però insistono nel perfezionarlo e continuano le prove sul cervello dei ratti e sui pazienti da Parkinson.
Science, 30 Jun 2006, Vol. 312, pg. 1911 - James W. Vaupel and Elke Loichinger - L’Europa sta diventando vecchia per il ridursi della frequenza delle nascite e l’aumento dell’aspettativa di vita, solo i flussi di emigrazione modificano un poco le “piramidi” che descrivono la composizione delle popolazioni per età e sesso. Le scienze sociali possono aiutare le società ad affrontare questo problema e possono aiutare gli individui a cogliere nuove opportunità. Un’indagine mette in confronto la Germania, che è il paese più popoloso in Europa, altri membri dell’Unione Europea e gli Stati Uniti. Le piramidi delle popolazioni, che rappresentano il numero di maschi e femmine (in ascissa) in funzione dell’età (in ordinata), mostravano agli inizi del 1900, un andamento triangolare a base larga, ma oggi e nei prossimi decenni, con la riduzione della natalità e l’allungamento della vita, si vanno trasformando stringendo la base ed allargandosi verso i 40 ed i 60 anni. Tradizionalmente la dipendenza dall’età è rappresentata dal rapporto del numero delle persone oltre i 60 anni su quello della popolazione compresa fra 20 e 60 anni. Ci sono poi due “indicatori di Rostock”; il primo, basato sulla semplice misura della partecipazione della forza lavoro, è il rapporto fra i non lavoratori ed i lavoratori, dove questi ultimi sono quelli che lavorano almeno un’ora la settimana. In Germania nel 2005 questo rapporto era di 1,27, cioè circa 5 non lavoratori ogni 4 lavoratori, mentre la previsione per il 2025 è di 1,47, cioè di 3 non lavoratori per ogni 2 lavoratori. Altri paesi europei mostrano essenzialmente gli stessi rapporti mentre negli Stati Uniti la situazione è migliore perché c’è una natalità di 2 figli per coppia (in Europa va da 1,3 a 1,5 massimo), una discreta migrazione ed un’aspettativa di vita che cresce più lentamente. Il secondo indicatore è rappresentato dal numero medio di ore lavorate per settimana e per persona. I Tedeschi nel 2005 hanno lavorato in media 16,3 ore la settimana, un valore basso perché il 44% del Tedeschi non lavorano. Fra il 2005 ed il 2025 è prevista una riduzione dell’8%. In Francia, in Italia ed in Olanda l’invecchiamento della popolazione ridurrà le ore lavorate per settimana e per persona del 10% e, in prima approssimazione, le loro economie si ridurranno più del 10%. Fra 20 anni la distribuzione del lavoro sarà più ineguale di adesso, la gente lavorerà di meno perché molti non lavoreranno affatto. Per mantenere al livello attuale i due indicatori è necessario cambiare la distribuzione del lavoro con l’età. Ad esempio, le 16,3 ore della Germania dovrebbero essere distribuite in parte fra le persone dai 50 e 60 anni. Non tutti a quelle età sono abbastanza in salute per lavorare, ma se la gente vive più a lungo avranno anche più tempo in buona salute. Oggi hanno effetto gli incentivi che influenzano sulla decisione di ritardare il ritiro dal lavoro e questo potrà aumentare il lavoro in età avanzata. Si sa che aumentando il costo per sostenere gli anziani, si riducono le risorse per ricerca, educazione, e cure per l’infanzia; queste idee sono ben diffuse dalla stampa, ma non è chiaro il consenso che ricevono. Negli Stati Uniti ed in molti paesi europei si discutono le alternative e l’opinione pubblica riconosce con riluttanza la necessità di spostare l’età del ritiro; in Francia ed in Italia, al contrario, il discorso sull’età di pensionamento e sulle altre riforme economiche è purtroppo insufficiente. Gli esperti di scienze sociali devono avere un ruolo costruttivo sulle pubbliche opinioni. Alcuni puntano sul miglioramento della produttività dei lavoratori anziani migliorando l’ambiente di lavoro e con l’apprendimento continuo, ma molti lavoratori anziani preferiscono un lavoro part-time e c’è da studiare come organizzare un lavoro di 20-30 ore settimanali che sia utile alle organizzazioni e di soddisfazione per gli individui. Se il lavoro part-time diviene comune per i lavoratori sopra i 50-60 anni, si aprirebbero pure più opportunità per un lavoro part-time per i giovani. Lavorando di più le persone fra 60 e 70 anni si potrebbe distribuire un lavoro di 25 ore settimanali in tutte le età fra 20 e 64 anni e si dovrebbe tendere ad una situazione in cui pochi fossero disoccupati e pochi lavorassero 40 ore la settimana, riducendo drasticamente il rapporto fra non lavoratori e lavoratori. Il XX secolo è stato il secolo della ridistribuzione dei redditi, il XXI secolo dovrebbe essere il secolo della ridistribuzione del lavoro. Se il lavoro si distribuisse più uniformemente fra le persone di tutte le età ne guadagnerebbe la qualità della vita. Questo richiede di aumentare le opportunità di lavoro da 20-30 ore settimanali e su questo fronte Olanda e Danimarca sono precursori dell’economia del lavoro part-time. Le generazioni future penseranno che noi (Europei ed Americani) siamo vissuti in un mondo irrazionale perché concentriamo il lavoro in quelle età della vita in cui possiamo avere figli e quando i figli richiedono più tempo dai loro genitori, poi, a 50-60 anni ci ritiriamo e godiamo decenni di vita agiata, largamente pagata dalle imposte dei giovani adulti, quando ormai non possiamo avere figli ed i nostri figli non hanno più bisogno delle nostre cure. La ridistribuzione del lavoro renderebbe più facile ai giovani di avere i figli che vogliono avere e, riducendo il numero dei non lavoratori, si ridurrebbero i costi relativi e quindi le tasse per tutti. Lavorerebbe una maggiore frazione delle donne, giovani ed anziane e sarebbe possibile mantenere un buon standard di vita. I dettagli naturalmente andrebbero meglio studiati. L’aumento della vita continuerà oltre il 2025, soprattutto nei paesi sviluppati, ed una vita più flessibile sarà più desiderabile; gli esperti di scienze sociali dovranno studiare come trovare più scelte nell’organizzare la vita attraverso macroanalisi a livello delle popolazioni e studiando le interazioni fra individui.
Science, 19 Jan 2007, Vol. 315, pg. 312 - Greg Miller - Le persone che soffrono di amnesia hanno difficoltà a ricordare il loro passato e, secondo un nuovo studio, possono essere anche incapaci a prevedere il loro futuro. I ricercatori hanno scoperto che le persone con amnesia causata da danni all’ippocampo, una parte del cervello intimamente legata alla memoria, hanno difficoltà a prevedere scenari che possono incontrare nel futuro. Neuroscienziati dell’università dell’Arizona, a Tucson, affermano che lo stesso sistema che usiamo per ricordare il passato lo usiamo anche per costruire un possibile futuro. All’University College di Londra sono stati esaminati 5 pazienti affetti da amnesia, con un forte deficit causato da danni all’ippocampo, che hanno grandi difficoltà a richiamare eventi che sono successi dopo il danno. Chiedendo loro, e ad altri individui normali di descrivere esperienze comuni come visite ad amici o alla spiaggia o ad un mercato, i soggetti normali davano ricche descrizioni con dettagliati particolari, mentre i pazienti affetti da amnesia danno descrizioni meno vivide perché ciò che vedevano con la loro mente erano raccolte frammentarie di immagini. Lo studio suggerisce che l’ippocampo ha un ruolo più ampio nella cognizione di quanto molti prima pensavano. La funzione principale dell’ippocampo è di codificare le nuove memorie creando un ricordo temporaneo che poi viene trasferito alla corteccia, ma se la corteccia è integra, non dovrebbero avere difficoltà a ricordare dettagli di avvenimenti successi prima del danno all’ippocampo. Questo significa che le funzioni dell’ippocampo sono più estese del semplice ricordo degli eventi correnti e suggerisce che colleghi anche elementi dei ricordi passati per ricostruire scene immaginate. In tempi prescientifici si pensava che la memoria non servisse solo a ricordare il passato ma anche ad immaginare il futuro. In tempi moderni questa nozione viene ripresa. Ulteriori prove vengono dallo studio delle immagini di risonanza magnetica dell’università di Harvard dove la risonanza magnetica, applicata a persone richieste di richiamare esperienze passate, mostrava anche l’attivazione delle regioni dell’ippocampo. Questi fatti hanno anche importanti applicazioni perché l’ippocampo è una delle prime regioni che mostrano segni di deterioramento quando si diventa vecchi e, negli uomini anziani l’abilità di immaginare future esperienze declina in parallelo alla memoria. La conclusione è che, anche se la vecchiaia contribuisce alla saggezza, perché può sfruttare molto della passata esperienza, questa può non essere più così ricca come dovrebbe.
Science, 9 Mar 2007, Vol. 315, pg. 1360 - Greg Miller - Durante il sonno milioni di neuroni sono occupati a trasmettere segnali in pacchetti sincronizzati negli strati esterni del cervello, ma è ancora un mistero la funzione di tutta questa attività e perché noi dormiamo. L’opinione più favorita è che in certi stadi del sonno il cervello replica le esperienze della giornata per consolidare la memoria di ciò che è accaduto. Alcuni ricercatori pensano però che si tratti di qualcosa di più che un aiuto per rafforzare la memoria, ma che il cervello cerchi di estrarre un significato dai ricordi. Quest’idea non è accettata da tutti, anzi una nuova controversa ipotesi è che memoria e gli altri effetti sulla conoscenza siano benefici collaterali alla vera funzione del sonno che è di riposare le sinapsi affaticate dall’attività del giorno. La prima prova che il cervello replica durante il sonno le esperienze della giornata viene dagli esperimenti con i ratti nel decennio 1990 condotti da neurologi dell’università dell’Arizona, Tucson. Registrando l’attività di certi gruppi di neuroni dell’ippocampo dei ratti che si eccitano singolarmente quando l’animale transita in certi luoghi favoriti, creando quindi sequenze diverse per ogni percorso, si trova che le stesse sequenze si registrano durante il sonno. Negli uomini si è usata la PET (positron emission tomography) per monitorare l’attività del cervello quando dei volontari eseguivano un gioco in cui si esplorava una città virtuale. Durante il sonno le stesse regioni dell’ippocampo divenivano attive durante la prima fase del sonno che è la più profonda ed in cui l’elettroencefalogramma (EEG) mostra picchi di uno al secondo (slow-waves). Si è dimostrato che più intensa è l’attività dell’ippocampo in questa fase, migliore è il comportamento nel gioco, e quindi della memoria, il giorno dopo. In un altro gioco di memoria alcuni volontari dovevano ricordare la posizione di coppie di carte con la stessa immagine in un gruppo di 30 carte, veniva poi usata la EEG per monitorare l’attività del cervello dei volontari durante il sonno. Un altro processo che avviene nel cervello è quello di consolidamento della memoria che prima viene codificata nell’ippocampo e più tardi trasferita per essere immagazzinata a lungo termine nella corteccia cerebrale. Questo processo è provato dall’osservazione di persone che soffrono di amnesia a seguito di danni all’ippocampo e che tuttavia ricordano eventi successi prima del danno e sono incapaci di formare nuove memorie. Infatti le vecchie memorie risiedono ormai in luoghi diversi dall’ippocampo. Non si sa come avviene il trasferimento dall’ippocampo alla corteccia, ma ciò implica una comunicazione fra le due strutture. Altre prove sui ratti dimostrano che le sequenze di attivazione dei neuroni nella corteccia visiva durante la prima fase del sonno sono simili a quelle durante il giorno nell’ippocampo. Le persone che manipolano sequenze di numeri, sono capaci di risolvere meglio lo stesso esercizio dopo un periodo di sonno piuttosto che dopo un uguale periodo di veglia. Vi sono anche prove che diversi stadi di sonno sono coinvolti nel consolidamento di diversi tipi di memoria. La memoria spaziale che si accumula quando si esplora ad esempio una città virtuale, si consolida durante la prima fase del sonno (slow-wave). Lo stesso per la memoria dichiarativa che coinvolge i fatti, ma non gli altri tipi di memoria. Le memorie di fatti con forti componenti emotive vengono processate durante la fase di sonno caratterizzato da rapidi movimenti degli occhi (REM) e le memorie di attività motorie sono processate nella fase II di REM, ma perché ci sia questa distinzione è un mistero. Alcuni ricercatori segnalano però che queste distinzioni sono piene di contraddizioni. Un altro problema aperto è se ci sia un legame fra il sognare e l’attività del cervello connessa alla memoria. Solo 1-2% degli episodi dei sogni riflettono episodi del giorno precedente. Non tutti concordano nell’idea che durante il sonno la principale attività del cervello sia di richiamare le recenti esperienze. Qualcuno propone che il sonno serva al cervello per indebolire le connessioni neuroniche. Questo perché durante il giorno le connessioni sinaptiche diventano sempre più rigide come risultato del long-term potentiation (LTP) e questo può saturare le sinapsi e renderle meno flessibili. Il sonno serve per aumentare la plasticità del cervello. Nella fase di slow-wave l’attivazione di neuroni una volta al secondo produce la long-term depression (LTD). L’idea che la LTP rafforzi la memoria non è incompatibile con la LTD, perché i due processi avvengono in modo sinergetico. Per certo la memoria non è l’unica funzione del sonno. Nell’evoluzione il sonno ha aiutato gli animali a conservare l’energia per l’intero corpo e di non essere attivi nel periodo in cui è meno facile procurarsi del cibo. Successivamente il sonno è stato utilizzato anche per altri scopi produttivi.
Science, 24 Aug 2007, Vol. 317, pg. 1043 - Stephen Maren - Una delle più importanti funzioni del cervello e del sistema nervoso è quella di valutare le minacce a cui siamo sottoposti nell’ambiente in cui viviamo e coordinare appropriate reazioni per sfuggire o ridurre il danno. Minacce imminenti o remote comportano reazioni diverse e lo studio su animali mostra che il comportamento difensivo si differenzia in relazione ad esse. Nell’uomo circuiti neurali diversi vengono impegnati per minacce distanti o vicine e l’attivazione di queste aree del cervello è correlata ad esperienze di paura richiamate dalla minaccia. Lo studio di questi circuiti cerebrali permette di comprendere i meccanismi che sono alla base delle paure patologiche, come l’ansietà cronica ed il panico. Sono state simulate al computer situazioni complesse, in cui dei soggetti vengono affrontati e potenzialmente catturati da un predatore intelligente. Durante le prove simulate, condotte con il controllo di un’immagine a risonanza magnetica funzionale (fMRI) dei flussi di sangue cerebrale che riflettono l’attività dei neuroni, i soggetti reagiscono con una tastiera per sfuggire al predatore. Anche se il predatore ha l’apparenza innocua di un semplice cerchio rosso, esso causa del dolore in forma di shock elettrico a bassa o alta intensità quando la reazione di fuga non è appropriata. Prima della prova il soggetto viene avvisato del pericolo di shock e si evidenzia la risposta, misurata da fMRI e dipendente dal livello di ossigenazione del sangue (BOLD: blood oxygenation level-dependent), nella regione corticale frontale e nella porzione laterale dell’amigdala, con intensità maggiore se ci si aspetta uno shock intenso. Nelle prove questa reazione corrisponde alle situazioni di un predatore lontano ma, se il predatore si avvicina, il segnale BOLD si sposta nella pozione centrale dell’amigdala e nella sostanza grigia periacquaduttale (periaqueductal gray). Nel primo caso il cervello coordina azioni di fuga, nel secondo azioni difensive per l’imminenza del pericolo. L’attivazione dei circuiti anteriori del cervello (corteccia prefrontale e pozione laterale dell’amigdala) produce ansietà di fronte a una minaccia distante ed imprevedibile, mentre l’attivazione della parte centrale del cervello (porzione centrale dell’amigdala e sostanza grigia periacquaduttale), di fronte ad una minaccia prossima che può provocare dolore, suscita reazioni di panico.
Science, 18 Jan 2008, Vol. 319, pg. 269 - Greg Miller - La scoperta di 10 anni fa dei cosiddetti neuroni specchio (mirror) ha destato molte discussioni nella neuroscienza. La scoperta fu fatta nelle scimmie identificando dei neuroni che si attivavano quando l’animale faceva un gesto o vedeva un altro animale fare un gesto simile. La stessa attività è stata osservata negli uomini portando a speculare che i neuroni specchio avessero un ruolo nella percezione, nell’apprendimento e nell’empatia. Questa settimana un articolo di Nature descrive le ricerche sui neuroni specchio degli uccelli canori che si attivano quando l’uccello ne sente un altro cantare un motivo simile al suo. La scoperta fa pensare che questo sia il modo con cui gli uccelli cantori apprendono il canto, come gli uomini apprendono il linguaggio. Questa è la prima volta che si vedono in azione i neuroni specchio in specie diverse dai primati. In questo studio neuroscienziati della Duke University ha applicato un dispositivo ultraleggero sulla testa di un passero delle paludi permettendo la registrazione dell’attività di certi neuroni quando l’uccello cantava e quando ascoltava del canti registrati. In una regione del cervello anteriore detta HVC, dedicata al canto, i ricercatori hanno identificato i neuroni che si attivavano in certe configurazioni quando l’uccello cantava un particolare motivo. Durante il canto un neurone poteva attivarsi con una particolare sequenza di note. Quando poi i ricercatori hanno riprodotto la stessa sequenza, veniva attivato lo stesso neurone. A volte lo stesso neurone si attivava quando il canto di un altro uccello aveva una simile sequenza di note. L’esperimento è stato particolarmente complesso, ma può aiutare a capire come un uccello è capace di mantenere nella sua vita il suo motivo distintivo e come i giovani uccelli imparano i loro canti. I neuroni HVC permettono agli uccelli di decodificare i suoni degli altri per difendere il loro territorio, paragonare i suoni dei rivali con i propri e selezionare le loro risposte.
Science, 31 Oct 2008, Vol. 322, pg. 693 - Andreas Reichenbach and Thomas Pannicke - Il termine neuroglia è stato introdotto 150 anni fa dal patologo tedesco Rudolf Virkow che cercava un tessuto connettivo nel sistema nervoso centrale. Per questo le cellule della glia furono considerate all’inizio un semplice supporto per i neuroni e poco si seppe circa il loro ruolo funzionale fino al decennio 1980. Dopo, abbondanti dati sperimentali indicarono le diverse funzioni della glia suggerendo anche un suo ruolo attivo nella trasmissione dei segnali chimici alle sinapsi, tuttavia le prove basate sull’eliminazione delle cellule di glia erano difficili perché la maggior parte dei neuroni morivano in assenza della glia. Usando il nematode Caenorhabditis elegans, Taulant Bacaj, della Rockefeller University di New York, ed altri, hanno dimostrato che i neuroni dei suoi maggiori organi sopravvivono all’eliminazione della glia con qualche perdita di sensibilità. Delle 959 cellule del C. elegans, 358 sono nel sistema nervoso e 50 sono cellule glia associate ad organi sensoriali. Sembra che nel C. elegans le cellule glia sono necessarie per la selezione, elaborazione e trasferimento degli stimoli ai neuroni adiacenti. Il ruolo delle cellule glia nei metazoi ha un diverso grado di complessità. Negli animali più primitivi, come i polipi, i neuroni sono distribuiti nei tessuti singolarmente. Negli animali più evoluti con sensori specializzati i neuroni sono associati e contengono cellule glia. Le loro prime funzioni sono quelle di aumentare la sensibilità e la specificità dei neuroni che rimangono apparentemente indipendenti per il metabolismo e la sopravvivenza. Aumentando la complessità con più livelli di cellule, come nella retina dei vertebrati, le cellule glia supportano le funzioni dei neuroni, ad esempio guidando la luce ai neuroni fotoricettivi. Negli organi sensoriali multicellulari la glia diviene assolutamente essenziale alla sopravvivenza dei neuroni. Così quando molti neuroni si accumulano nei gangli e nel cervello le cellule glia diventano cruciali per il metabolismo e la sopravvivenza, si ha allora una moltiplicazione del numero delle cellule di glia per ogni neurone aumentando le dimensioni del cervello. Il passaggio progressivo dallo stadio di singolo neurone, che non ha glia, all’associazione di neuroni e semplici cellule glia è stato prodotto dalla necessità di sensibilità e specificità. L’aumento di complessità ha permesso di risolvere poi problemi quantitativi perché l’attività dei neuroni dipende dalla fornitura di nutrienti e dall’eliminazione dei rifiuti e questa è stata la spinta per la moltiplicazione delle cellule glia.
Science, 7 Nov 2008, Vol. 322, pg. 892 - Constance Holden - Non ci sono dubbi sul fatto che i geni influenzino fortemente i nostri comportamenti, ma il legame è molto più complesso di quello diretto prodotto da un singolo gene specifico. Dopo decenni di studi sui gemelli e sulle famiglie, si è potuto dimostrare che circa la metà delle caratteristiche comportamentali sono attribuibili alla genetica, ma la comprensione dei meccanismi genetici sui tratti della personalità rimane uno dei più grandi misteri che deve affrontare la scienza dei comportamenti. Ogni singolo gene ha un ruolo in molte funzioni diverse, può influenzare o favorire la depressione o comportamenti impulsivi, ma i meccanismi sono complessi. I geni compaiono inoltre con molte varianti, gli alleli, ed un allele può influenzare la personalità ed un altro può aumentare il rischio di malattie mentali. L’ambiente ha anche un ruolo importante e può neutralizzare o invertire l’effetto del gene mentre l’interazione con altri geni ha effetti imprevedibili. L’ormone vasopressin influenza l’attaccamento fra le coppie negli uccelli e quelli delle praterie sono più fedeli di quelli delle montagne. Negli uccelli delle praterie il gene dell’ormone ha alcune basi extra che influenzano la quantità di vasopressin rilasciata nel cervello. La variante AVPR1a rende monogami gli uccelli delle praterie. Un team di un istituto di Stoccolma ha verificato la presenza della variante AVPR1a in 500 coppie di Svedesi adulti sposati, o coabitanti per almeno 5 anni, mentre una variante diversa era associata ad individui di coppie meno stabili. Un altro studio ha trovato una connessione fra la AVPR1a ed il comportamento altruistico di persone nei riguardi dei loro simili. Le persone che si dimostrano più egoiste hanno le stesse varianti di quelle che hanno relazioni meno stabili con altri; in queste persone i ricettori di vasopressin sono distribuiti in modo da provocare minore soddisfazione dall’atto di donare. In uno studio classico pubblicato su Science nel 1996 da Claus-Peter Lesch dell’università di Würzburg, Germania, e da altri colleghi del NIH, USA, si è dimostrato che la lunghezza del DNA di regolazione all’inizio del SERT influenza il comportamento umano. Il team di Lesch ha trovato che in 505 adulti, quelli che dai test risultavano affetti da depressione ed ansietà, avevano una o due copie della variante corta e questa porta più serotonina alle sinapsi che accresce l’ansietà sia negli animali che negli uomini. Il trasporto della serotonina è implicato anche nelle malattie al cuore, nei disordini del sonno, nella sindrome di irritabilità intestinale e nella depressione schizofrenica. Nel 2006, un ricercatore della Nuova Zelanda ha provocato molte reazioni quando ha riferito che il gene MAO-A che interrompe i neurotrasmettitori, può essere alla base del comportamento aggressivo dei Maori, i nativi della Nuova Zelanda. I Maori hanno in larga proporzione una variante del gene (gene del guerriero) che dallo studio negli animali è connessa al comportamento aggressivo. Questa variante è posseduta dal 60% degli asiatici (inclusi i Maori) e solo dal 40% dei caucasici. Usando la magnetic resonance imaging (MRI), si è notato che le regioni dell’amigdala, dove ha sede la paura, rispondono in modo più evidente nei soggetti con il gene del guerriero. Tuttavia l’ambiente, in termini di eventi traumatici della vita, ha un importante ruolo nell’espressione del gene ed i comportamenti violenti ed antisociali degli individui con il MOA-A sono associati a storie di abusi subiti da piccoli. Anche un alto livello di testosterone porta a comportamenti antisociali. Per anni i ricercatori hanno studiato gli effetti dei ricettori di dopamina, in particolare il D2, associati all’alcool, droghe, fumo, gioco, eccessi di cibo ed obesità. L’allele A1 del gene riduce il livello di dopamina ed alcuni scienziati ritengono che ciò induca all’abuso di doga ed a comportamenti antisociali. Un team guidato dall’antropologo Dan Eisenberg dell’università di Evanston, Illinois, ha riferito che in un gruppo di 195 studenti con allele A1 avevano un’attività sessuale più precoce, ma con relazioni interpersonali meno stabili. Si ipotizza quindi che bassi livelli di ricezione della dopamina siano legati a scarse attitudini sociali. Molti risultati portano però a speculazioni discutibili.
Science, 14 Nov 2008, Vol. 322, pg. 1057 - Marc D. Hauser and Thomas Bever - Quando noi trasformiamo il nostri pensieri in parole, facciamo qualcosa che nessuno degli altri animali è capace di fare. I bambini acquisiscono questa capacità senza sforzo come quando imparano a camminare. I danni a specifiche aree del cervello mostrano l’organizzazione selettiva del cervello sottolineando la struttura biologica del linguaggio. Recenti progressi mostrano le basi neurogenetiche del linguaggio, il suo sviluppo ed evoluzione, ma rivelano le nostre vaste lacune di conoscenza. Vi sono circa 7000 linguaggi praticati, caratterizzati da diversità ma anche da similarità. Gli studiosi di linguistica concordano su due punti. I linguaggi sono caratterizzati da meccanismi genetici che creano le similarità e processi che permettono lo sviluppo e l’espressione della conoscenza linguistica. Il sistema neurale che permette di acquisire la conoscenza del linguaggio è separato dalla capacità a comunicare. Per studiare un linguaggio dobbiamo acquisirne le regole e distinguere quali sono comuni ad altri animali e come vengono usate nella comunicazione. Vi sono delle gerarchie nelle categorie sintattiche e fra le parole e le frasi per costruire le espressioni. Alcuni linguisti ritengono che la forma del linguaggio si basa su astrazioni per creare frasi e sentenze (strutture sintattiche) e dare dei significati (sistemi semantici), anche specifici, mediante gruppi di parole (termini lessicali) legati a suoni speciali (fonemi). Studi comparativi del linguaggio di altri animali, uccelli, roditori e primati, indicano la presenza di sequenze di suoni con significati specifici. Gli uccelli combinano note diverse in una varietà di motivi senza creare significati diversi e quindi senza intervento neurale, mentre i bambini rapidamente producono una infinita varietà di espressioni. Danni all’area di Broca e di Wernicke, nella nuova corteccia, comportano perdite di linguaggio. Le associazione di geni a particolari difetti del linguaggio sono ancora poche. Il gene FOXP2 è collegato ad un particolare deficit familiare di linguaggio, ma il legame con la struttura linguistica è molto debole. Il gene si trova anche negli uccelli canterini e nei pipistrelli ed il difetto provocato negli uomini è nell’articolazione e non nella sintassi. Gli individui che usano la mano destra hanno una lateralizzazione all’emisfero sinistro e lo attivano durante l’accesso lessicale, mentre gli individui che usano le due mani attivano ambedue gli emisferi; invece nei processi sintattici viene sempre attivato l’emisfero sinistro.