10 cose che abbiamo imparato sul cervello nel 2018

Il cervello straordinario

Il cervello scolpisce non solo chi siamo ma anche il mondo che sperimentiamo. Ci dice cosa vedere, cosa ascoltare e cosa dire. Si espande per accogliere una nuova lingua o abilità che apprendiamo. Racconta storie quando dormiamo. Invia segnali di allarme e sprona il corpo a correre o combattere quando avverte il pericolo. Il cervello si adatta agli ambienti quindi non siamo infastiditi da un odore costante in una vecchia casa o dal ronzio costante dell'aria condizionata. Il nostro cervello guarda al sole e dice al nostro corpo che ora è. Il cervello immagazzina ricordi, sia dolorosi che piacevoli.

Ma per quanto il cervello sia essenziale per la nostra esistenza, per noi è ancora misterioso come un pianeta proveniente da una galassia lontana. Anche nel 2018, i neuroscienziati stanno ancora scoprendo fatti fondamentali su questo circa 3 libbre. (1,4 chilogrammi) massa di tessuto. A volte, i ricercatori possono intravedere un cervello umano o vedere cosa succede a una persona quando manca una grande massa del cervello. Altre volte, gli scienziati devono studiare i topi per saperne di più sul cervello dei mammiferi e poi fare alcune congetture su come questi risultati si relazionano al nostro cervello.

Ecco alcune cose affascinanti che abbiamo imparato sul cervello nel 2018.

Un nuovo tipo di neurone

Non capita tutti i giorni che gli scienziati scoprano un tipo completamente nuovo di cellula nel cervello umano, specialmente uno che non si trova nei soggetti non umani preferiti dai neuroscienziati, i topi. Il "neurone della rosa canina", così chiamato per il suo aspetto cespuglioso, era sfuggito agli scienziati fino a quest'anno, in parte perché è così raro.

Questa sfuggente cellula cerebrale costituisce solo circa il 10 percento del primo strato della neocorteccia, una delle parti più nuove del cervello in termini di evoluzione (il che significa che i lontani antenati degli umani moderni non avevano questa struttura). La neocorteccia svolge un ruolo nella vista e nell'udito. I ricercatori non sanno ancora cosa fa il neurone di rosa canina, ma hanno scoperto che si collega ad altri neuroni chiamati cellule piramidali, un tipo di neurone eccitatorio, e li frena.

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U.D., il paziente di neuroscienze

Un ragazzo, noto nella letteratura medica come "U.D." si è fatto rimuovere un terzo dell'emisfero destro del cervello quattro anni fa per ridurre le sue crisi debilitanti. La parte del cervello che è stata rimossa comprendeva il lato destro del suo lobo occipitale (il centro di elaborazione della vista del cervello) e la maggior parte del suo lobo temporale destro, il centro di elaborazione del suono del cervello. Ora 11 anni, U.D. non può vedere il lato sinistro del suo mondo, ma funziona altrettanto bene degli altri della sua età nell'elaborazione della cognizione e della vista, anche senza quella parte fondamentale del cervello.

Questo perché entrambi i lati del cervello elaborano la maggior parte degli aspetti della vista. Ma la destra è dominante nel rilevare i volti, mentre la sinistra è dominante nell'elaborazione delle parole, secondo un caso di studio scritto su U.D.

Quello studio mette in mostra la plasticità del cervello; in assenza del centro di elaborazione della vista destro di U.D., il centro sinistro è intervenuto per compensare. In effetti, i ricercatori hanno scoperto che il lato sinistro del cervello di U.D. rilevava i volti proprio come avrebbe fatto il destro.

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Il cervello può contenere batteri

Il nostro cervello potrebbe essere pieno di batteri. Ma non preoccuparti: non sembra che causino alcun danno.

In precedenza, gli scienziati pensavano che il cervello fosse un ambiente privo di batteri e che la presenza di microbi fosse un segno di malattia. Ma i risultati preliminari di uno studio presentato quest'anno al grande incontro scientifico annuale della Society for Neuroscience hanno scoperto che il nostro cervello potrebbe effettivamente ospitare batteri innocui..

I ricercatori in quello studio avevano esaminato 34 cervelli post-mortem, alla ricerca di differenze tra quelli con schizofrenia e quelli senza la condizione. Tuttavia, i ricercatori hanno continuato ad accadere su oggetti a forma di bastoncello nelle loro immagini e queste forme si sono rivelate essere batteri.

I microrganismi sembravano dimorare in alcuni punti del cervello più che in altri; quelle aree includevano l'ippocampo, la corteccia prefrontale e la substantia nigra. I microbi sono stati trovati anche nelle cellule cerebrali chiamate astrociti che erano vicino alla barriera emato-encefalica, il "muro di confine" che protegge il cervello.

I risultati non sono stati ancora pubblicati in una rivista peer-reviewed e sono necessarie ulteriori ricerche per confermare i risultati, hanno detto gli scienziati.

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Il cervello è magnetico

I nostri cervelli sono magnetici. O almeno, il cervello contiene particelle che possono essere magnetizzate. Ma gli scienziati non sanno davvero perché queste particelle siano nel cervello o dove abbiano avuto origine. Alcuni ricercatori ritengono che queste particelle magnetizzabili abbiano uno scopo biologico, mentre altri affermano che le particelle sono entrate nel cervello a causa della contaminazione ambientale.

Quest'anno, gli scienziati hanno mappato dove si trovano queste particelle nel cervello. I risultati del loro studio, hanno detto i ricercatori, forniscono la prova che le particelle sono lì per un motivo. Questo perché in tutti i cervelli esaminati dagli scienziati - da sette persone morte all'inizio degli anni '90 tra i 54 e gli 87 anni - le particelle magnetiche erano sempre concentrate nelle stesse aree. I ricercatori hanno anche scoperto che la maggior parte delle parti del cervello conteneva questi piccoli magneti.

Molti cervelli animali hanno anche particelle magnetiche e c'è anche qualche suggerimento che gli animali usino queste particelle per navigare. Inoltre, un tipo di batterio chiamato batteri magnetotattici utilizza le particelle per orientarsi nello spazio.

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Virus responsabile della coscienza umana?

Un antico virus ha infettato le persone molto tempo fa e questo invasore ha lasciato il suo codice genetico nel nostro DNA. Quest'anno, i ricercatori hanno scoperto che frammenti di quell'antico DNA virale svolgono un ruolo fondamentale nella comunicazione tra le cellule cerebrali necessaria per il pensiero di ordine superiore.

Non è raro che gli esseri umani portino in giro frammenti di codice genetico virale; dal 40 all'80% circa del genoma umano è costituito da geni lasciati dai virus.

Nello studio di quest'anno, i ricercatori hanno scoperto che un gene virale chiamato Arc impacchetta altre informazioni genetiche e le invia da una cellula nervosa all'altra. Questo gene aiuta anche le cellule a riorganizzarsi nel tempo. Inoltre, i problemi con il gene Arc tendono a verificarsi nelle persone che hanno autismo o altri disturbi neurali.

I ricercatori ora sperano di capire il meccanismo esatto con cui il gene Arc è entrato nel nostro genoma e cosa sta dicendo esattamente alle nostre cellule cerebrali.

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Cellule giovani in cervelli vecchi o nah?

Il nostro corpo smaltisce continuamente vecchie cellule e ne crea di nuove. Ma per decenni gli scienziati hanno creduto che questo ricambio cellulare non avvenisse nel cervello che invecchia. Negli ultimi anni, tuttavia, studi condotti sui topi - e alcuni primi studi condotti sugli esseri umani - hanno sollevato interrogativi su questa nozione.

Quest'anno, un articolo ha fornito quella che potrebbe essere la prima prova forte che i cervelli più vecchi producono nuove cellule. I ricercatori hanno studiato 28 cervelli non malati post-mortem di persone di età compresa tra 14 e 79 anni quando morirono. Gli scienziati hanno tagliato l'ippocampo di ogni cervello, un'area del cervello importante per l'apprendimento e la memoria, quindi hanno contato il numero di cellule giovani che non erano completamente mature. I ricercatori hanno scoperto che i cervelli più vecchi avevano tante nuove cellule quante ne avevano i cervelli più giovani, ma che i cervelli più vecchi producevano meno nuovi vasi sanguigni e connessioni tra le cellule cerebrali.

A complicare le cose, tuttavia, uno studio diverso, pubblicato un mese prima di questo, ha trovato il contrario, concludendo che il cervello adulto non produce nuove cellule nell'ippocampo. Il disaccordo potrebbe essere dovuto al modo in cui i cervelli sono stati preservati nei due studi e ai tipi di cervelli esaminati. (Lo studio precedente ha esaminato i cervelli con condizioni di salute diverse, mentre la ricerca successiva ha esaminato solo i cervelli non malati. Avrebbero potuto anche utilizzare diverse tecniche di conservazione che potrebbero influenzare le cellule).

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Il tuo cervello sotto stress

Cattive notizie: lo stress può ridurre il cervello. Questo secondo uno studio pubblicato nell'ottobre di quest'anno.

Nello studio, i ricercatori hanno esaminato più di 2.000 persone sane di mezza età e hanno scoperto che quelle con livelli più alti di cortisolo, l'ormone dello stress, avevano volumi cerebrali leggermente inferiori rispetto alle persone con quantità normali di ormone. Anche le persone con livelli di cortisolo più elevati hanno ottenuto risultati peggiori nei test di memoria rispetto alle persone con livelli normali dell'ormone. Entrambi i risultati, va notato, sono associazioni tra stress e cervello e non risultati di causa-effetto.

Lo stress è normale per il corpo: durante i momenti di stress, i livelli di cortisolo aumentano insieme a quelli di un altro ormone, l'adrenalina. Questi ormoni lavorano insieme per lanciare il tuo corpo in una risposta di lotta o fuga. Ma una volta che la parte stressante è finita, i livelli di cortisolo dovrebbero diminuire. Tuttavia, non sempre lo fanno. Alcune persone, specialmente in questa vita moderna, possono avere livelli elevati di cortisolo per lunghi periodi di tempo. Ridurre lo stress, ad esempio dormire meglio, fare esercizio fisico, impegnarsi in tecniche di rilassamento e assumere farmaci che riducono il cortisolo, potrebbe avere una serie di benefici, hanno detto i ricercatori.

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Il tuo cervello ti fa sentire i tuoi passi?

Clic, clic, clic: potresti ringraziare il tuo cervello per averti risparmiato di ascoltare ogni singolo passo che fai. Uno studio condotto sui topi quest'anno ha scoperto che il cervello del topo ha cancellato il suono dei passi della creatura. Ciò ha permesso alle creature di sentire meglio altri suoni nei loro dintorni, come i rumori di un predatore.

I ricercatori hanno scoperto che il cervello del topo ha costruito un filtro antirumore quando il cervello si è abituato a un suono specifico. Lo ha fatto accoppiando le cellule della corteccia motoria, un'area del cervello coinvolta nel movimento, alla corteccia uditiva, un'area coinvolta nel suono. In poche parole, le cellule cerebrali nella corteccia motoria emettono segnali per impedire alle cellule cerebrali nella corteccia uditiva di emettere i propri segnali, essenzialmente disattivando la corteccia uditiva.

E sebbene lo studio sia stato condotto sui topi, gli scienziati ritengono che i risultati potrebbero applicarsi anche agli esseri umani. Questo perché abbiamo già sistemi simili in atto. Ad esempio, il cervello dei pattinatori di figura impara quali movimenti aspettarsi ei neuroni inibitori annullano i riflessi che impedirebbero a questi atleti di girare e di eseguire i loro pazzi giri..

[Ulteriori informazioni su questo filtro di cancellazione del rumore]

I farmaci psichedelici possono modificare la struttura delle cellule cerebrali

Secondo un nuovo studio, le droghe psichedeliche possono modificare fisicamente la struttura delle cellule cerebrali. Questa ricerca è stata condotta sulle cellule cerebrali nei piatti da laboratorio e negli animali, ma se i risultati sono veri per gli esseri umani, i risultati potrebbero significare che questi farmaci possono aiutare le persone che hanno determinati disturbi dell'umore.

Questo perché nelle persone con depressione, ansia o altri disturbi dell'umore, i neuroni nella corteccia prefrontale, una parte del cervello importante per il controllo delle emozioni, tendono ad avvizzire. E i loro rami, che i neuroni usano per parlare con altri neuroni, tendono a ritrarsi. Ma quando gli scienziati hanno aggiunto farmaci psichedelici tra cui LSD e MDMA a piastre di Petri con neuroni di ratto, hanno scoperto che il numero di connessioni e rami nelle cellule nervose è aumentato.

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Un secondo cervello nell'intestino?

Milioni di cellule cerebrali vivono nell'intestino crasso e poiché queste cellule funzionano senza alcuna istruzione dal cervello o dalla colonna vertebrale, gli scienziati a volte si riferiscono alla loro massa come "il secondo cervello". Ma questa massa ha anche un nome scientifico: il sistema nervoso enterico. E un nuovo studio, condotto sui topi, mostra che il sistema è piuttosto intelligente; può attivare neuroni sincronizzati per stimolare i muscoli e coordinare la loro attività in modo che possa fare cose come spostare le feci fuori dal corpo.

Anche il cervello reale (quello nella tua testa) può farlo - sincronizzare l'attivazione dei neuroni - nelle prime fasi dello sviluppo del cervello. Ciò significa che le azioni dei neuroni nell'intestino potrebbero essere una "proprietà primordiale" sin dai primi stadi dell'evoluzione del secondo cervello. Alcuni scienziati ipotizzano addirittura che il secondo cervello si sia evoluto prima del primo e che questo schema di attivazione provenga dal primo cervello funzionante nel corpo.

[Ulteriori informazioni su questo secondo cervello intelligente]