No, il cervello non è una tabula rasa: i neuroni nascono già impostati

Fonte: Pexels

Anche senza vedere, sentire o toccare, i neuroni sanno già cosa fare

• Le nuove ricerche mostrano che le cellule cerebrali sviluppano sequenze di attivazione ordinate anche senza alcuna esperienza sensoriale
• Circa il 28% dei neuroni crea un “spina dorsale” temporale stabile che si ripete a ogni scarica
• I pattern compaiono in organoidi 3D umani e in sezioni di cervello di topi appena nati, ma non nelle colture piatte
• Questa struttura suggerisce che il cervello ha una base pre-programmata che l’esperienza poi modella
• Il bilanciamento tra eccitazione e inibizione affina queste sequenze durante lo sviluppo

 

I neuroscienziati hanno scoperto qualcosa che potrebbe far storcere il naso ai fan della “tabula rasa”. A quanto pare, i neuroni non aspettano che il mondo li istruisca: iniziano a coordinarsi da soli, come un coro che prova in segreto prima dell’esibizione ufficiale. Il tutto in un laboratorio, dentro organoidi tridimensionali privi di occhi, orecchie e qualsiasi collegamento sensoriale.

Le cellule cerebrali umane coltivate in 3D, infatti, non solo si accendono spontaneamente, ma lo fanno in una sequenza ordinata che rimane identica nel tempo. E non è un fenomeno raro: circa il 28% dei neuroni sembra incaricato di mantenere questa sorta di “scheletro temporale”, una serie precisa di attivazioni che si ripete a ogni scarica. Una specie di routine mattutina, ma molto più rigorosa.

La sfida alla teoria della tabula rasa

Gli scienziati di UC Santa Cruz, guidati da Tal Sharf, hanno esaminato diversi modelli: organoidi umani, organoidi murini, sezioni cerebrali di topi appena nati e colture bidimensionali tradizionali. Le sequenze ordinate sono apparse solo nei sistemi con una struttura tridimensionale, confermando che l’architettura spaziale fa la differenza. Le colture piatte, pur animate, mostrano sincronizzazioni caotiche, senza alcuna “coreografia”.

La sorpresa maggiore è arrivata dai cervelli dei topi di 12-14 giorni, quindi ancora privi di esperienza sensoriale significativa. Anche qui le sequenze erano presenti, simili a quelle viste negli organoidi. Neuroni che si “mettono in fila” nonostante non abbiano ancora visto il mondo: non proprio l’immagine della mente immacolata descritta dai filosofi.

Il ruolo della chimica e della struttura

Gli esperimenti hanno mostrato che il delicato equilibrio tra segnali eccitatori e inibitori influenza quali neuroni entrano nella spina dorsale e quali rimangono più flessibili. Bloccando l’inibizione, più neuroni si uniscono alla sequenza; bloccando l’eccitazione, invece, l’intera attività si spegne. È un sistema che si affina col tempo: più gli organoidi maturano, più le sequenze diventano nette e ripetitive, tutto senza input esterno.

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Anche le analisi statistiche confermano che questi neuroni raccontano la maggior parte dell’informazione presente nelle scariche. E modelli computazionali permettono persino di distinguerli dagli altri con un’accuratezza sorprendente. In sostanza, l’esperienza non crea la struttura: al massimo la rifinisce. Le basi, a quanto pare, sono già incluse nel pacchetto alla nascita.

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