Nella storia della scienza troviamo due tipi di scienziati. In un certo senso, sono come Thomas Alva Edison, inventore della lampadina e dell’illuminazione elettrica, o Alexander Fleming, che ha scoperto la penicillina, che ha salvato innumerevoli vite. D’altra parte, scienziati come Albert Einstein o Charles Darwin, i cui rispettivi lavori sulla relatività o sulla selezione naturale erano più teorici e quindi meno comprensibili alla gente comune. Questi ultimi sono scienziati di base, cioè pensatori che sono interessati a conoscere le cause profonde degli eventi naturali, sapendo non solo come ma anche perché accadono in natura cose che realmente accadono.

La conoscenza tecnologica, con applicazione diretta, è sempre più popolare della conoscenza di base, il che non significa che sia più importante. Anzi potrebbe essere il contrario, perché senza il lavoro di Einstein difficilmente la tecnologia nucleare sarebbe progredita, questo vale anche per le cure contro il cancro, e senza Darwin sarebbe stato molto più difficile progredire nello sviluppo della scienza e della tecnologia biologica. . La scienza di base o fondamentale è necessaria per comprendere la natura ed essere in grado di controllarla o modificarla a beneficio della nostra specie.

Che tipo di scienziato è, allora, Santiago Ramón y Cajal? Un inventore o inventore, come Thomas Edison o Alexander Fleming, o forse uno scienziato e teorico di base come Einstein o Darwin, è interessato a spiegare come avvengono i processi naturali?

La risposta è semplice, perché l’aragonese racimolava tutti gli ingredienti del genio: fu inventore e inventore, ma anche, soprattutto, fu un grande pensatore, uno dei più grandi scienziati teorici di tutti i tempi. Poiché siamo abituati a vederlo fotografato davanti all’oculare del suo microscopio, potremmo pensare che il suo compito principale consista nel trascorrere ore in quello stato e fare scoperte visive sul materiale che sta osservando. Ma questo non lo renderà un genio. La sua bravura non sta nel vedere ciò che vede, ma in ciò che può dedurne intuitivamente, senza che le tecniche disponibili nel tempo lo permettano.

Quando iniziò i suoi studi di medicina all’Università di Saragozza, più di un secolo e mezzo fa, si sapeva molto poco su come si forma e come funziona il sistema nervoso. Entrare nel suo studio è come entrare in una foresta fitta e sconosciuta, perché quando si guarda al microscopio qualsiasi parte di una rete neurale, ciò che si osserva è un groviglio di strutture intricate e complesse che lasciano perplessi e allo stesso tempo affascinanti. Camillo Golgi, uno scienziato italiano, ha ideato un’importante tecnica per colorare questo tessuto e rendere più visibili al microscopio i suoi singoli componenti. Le sue osservazioni e quelle di altri scienziati dell’epoca lo portarono a credere che il sistema nervoso sia come una rete o una rete infinita di elementi fibrosi che si susseguono uno dopo l’altro. Ramón y Cajal è stato introdotto a questo metodo di colorazione delle cellule del Golgi a Valencia da Luís Simarro, anch’egli neuroscienziato e psicologo (immortalato da Sorolla in uno dei suoi dipinti). Lo ha perfezionato e applicato alle reti neurali di diversi animali.

Che tipo di scienziato è Santiago Ramón y Cajal? L’aragonese fu inventore e inventore, ma anche un grande pensatore

Le osservazioni di Ramón y Cajal erano guidate dalla sua ossessione di conoscere non solo la forma e la struttura del sistema nervoso, ma anche la sua funzione. Abilmente, perfezionò il metodo Golgi e lo applicò ai tessuti degli embrioni di uccelli, quando il cervello era ancora in formazione, e le conclusioni a cui giunse differirono da quelle degli italiani, poiché dalle sue stesse osservazioni lo concluse, sebbene molto limitato. e invisibile anche al microscopio, tra cellula e cellula ci sarebbe spazio reale, tale che il sistema nervoso, lontano dal tessuto, sarebbe costituito da miliardi di singole cellule molto vicine tra loro, sebbene separate. , comunicare per contatto e non per continuità. Era la sua accurata approssimazione di quelle che in seguito sarebbero state chiamate “sinapsi”, minuscoli spazi in cui un neurone comunica con un altro.

Uno dei momenti scientifici più sorprendenti di Ramón y Cajal avvenne a Londra nel marzo 1884, quando fu invitato dalla Royal Society (una delle società scientifiche più prestigiose del mondo) a tenere le Croonian Lectures, la sua principale conferenza annuale sulla biologia. Lì, davanti a un pubblico di eminenti scienziati, postulò che l’apprendimento potesse essere il risultato dell’arricchimento delle connessioni neurali tra i neuroni e l’emergere di nuovi germogli e persino di nuove terminazioni nelle cellule cerebrali. Il “potere intellettuale”, dice, può dipendere non tanto dalla dimensione o dal numero delle cellule cerebrali quanto dalle connessioni tra di esse, dalla ricchezza dei processi di connessione. Sebbene all’epoca fossero ipotesi molto audaci e difficili da testare, affascinarono gli scienziati europei. Questa è la prima volta che qualcuno ha intuitivamente osato suggerire cosa potrebbe accadere nel cervello in modo che possiamo imparare e ricordare.

Nel 1884, Ramón y Cajal postulò a Londra, invitato dalla Royal Society, che l’apprendimento potesse essere il risultato di connessioni neurali tra neuroni, non grandi quanto il cervello.

Ramón y Cajal era giunto a questa conclusione dopo aver osservato germogli o brufoli che spuntavano dai neuroni, e ragionava che questi germogli, che chiamava spine dendritiche (ora li chiamiamo semplicemente dendriti), perché gli ricordavano le spine su un cespuglio di rose, potevano essere un elemento necessario per formare nuove connessioni quando studiamo o facciamo esercizio intellettuale. Camillo Golgi, che condivise il premio Nobel con Ramón y Cajal nel 1906, la pensava diversamente, ritenendo che le spine dendritiche scoperte da Cajal non fossero altro che artefatti o difetti ottici nei rudimentali microscopi del suo tempo. Come spiega l’intelligenza artificiale, un cervello strutturato in forma di rete non potrà mai avere la capacità di un cervello costituito da singole cellule interconnesse in modo così complicato dove ogni connessione tra loro, ogni sinapsi, funziona come un piccolo centro decisionale subordinato. e combinato. con 10¹⁴ interconnessioni tra neuroni che possono essere trovate in tutto il cervello umano.

Ramón y Cajal era su quella pista e non si sbagliava, ma ci è voluto molto tempo per confermare ed è stato chiaramente riconosciuto. Nel 1944, dieci anni dopo la sua morte, Rafael Lorente de Nó, uno dei suoi studenti più in vista, pubblicò negli Stati Uniti un importante articolo scientifico in cui, in linea con i postulati del suo maestro, affermava che il cervello contiene molti circuiti. .dove i neuroni sono reciprocamente connessi tra loro. Questo lavoro ha portato un altro importante neuroscienziato, Donald Hebb del Canada, a postulare la “plasticità associativa”, un meccanismo che consente ai neuroni di modificare la loro morfologia e metabolismo in base alla loro attività, rendendoli più capaci di comunicare tra loro e produrre funzioni mentali. . Proprio come l’esercizio fisico modifica la massa muscolare di un atleta, gli scienziati canadesi pensano che i circuiti neurali ripetitivi proposti da Lorente de Nó basati sulle idee di Ramón y Cajal potrebbero servire ad aumentare l’attività dei neuroni, modificandone la funzione e aumentandone l’efficacia. .

E aveva ragione, perché è quello che Terje Lomo dalla Norvegia e Timothy Bliss dall’Inghilterra hanno verificato nel 1973 dopo aver stimolato i neuroni dell’ippocampo con deboli correnti elettriche ad alta frequenza (una regione del cervello fortemente coinvolta nella formazione della memoria). ) da conigli anestetizzati. Poiché gli effetti di potenziamento si ottengono rapidamente e possono durare per settimane, questi ricercatori pensano che i cambiamenti a lungo termine che si verificano nei neuroni in questo modo, chiamati potenziamento a lungo termine, possano aiutare il cervello a conservare i ricordi. Un altro team scientifico premio Nobel, l’americano Eric Kandel, ha quindi alzato la posta verificando i cambiamenti elettrici e chimici che si verificano nei neuroni della lumaca di mare Aplysia californica quando impara e può ricordare comportamenti semplici. In questo modo hanno verificato, come aveva postulato Hebb, che l’apprendimento aumenta la responsività dei neuroni e le loro interconnessioni, e che questo aumento è il risultato di una serie di cambiamenti chimici molto precisi all’interno della cellula.

È stato il cambiamento chimico rivelato dallo scienziato americano a causare la comparsa dei germogli nervosi o spine che Ramón y Cajal ha proposto a Londra nel suo storico libro? Professore di cronaca? Certamente. Il 6 maggio 1999, Naturaleper molti la prima rivista scientifica al mondo, che fornisce le seguenti notizie:

Circa 100 anni fa, Santiago Ramón y Cajal propose che il substrato neurale per l’apprendimento e la memoria fosse il rafforzamento delle connessioni, o addirittura la formazione di nuove connessioni, tra le cellule nervose. Ora abbiamo la conferma definitiva che una cosa del genere è accaduta. Dopo il potenziamento a lungo termine è stata osservata la formazione di nuove spine e questo dovrebbe dirci di più come il cervello memorizza le informazioni in modo permanente.

Ciò che Cajal aveva ispirato è stato poi visto dal vivo al Max-Planck Institute for Neurobiology, a Monaco, dagli scienziati Florian Engert e Tobias Bonhoeffer, grazie all’utilizzo di avanzate tecniche di microscopia che hanno dimostrato la crescita di nuove spine sui neuroni stimolati. dall’ippocampo: è la conferma definitiva dei postulati di Ramón y Cajal sulla plasticità del sistema nervoso e della memoria. Insomma, le spine non sono un difetto ottico come crede il Golgi. Lo scienziato Aragon lo sapeva prima di chiunque altro, ma non era tutto, perché dalle sue osservazioni microscopiche conosceva anche i luoghi in cui i neuroni ricevono (dendriti) e trasmettono (assoni) le informazioni che elaborano, e immaginava che i loro neuroni bersaglio potessero rilasciare sostanze chimiche di interesse e guidano la formazione delle connessioni, aiutando i neuroni a trovare la loro strada mentre il sistema nervoso si forma nell’embrione.

Quasi tutto ciò che Ramón y Cajal ha proposto è stato confermato in esperimenti e osservazioni con la tecnologia moderna. Ha persino nutrito pensieri che sono ancora al di fuori della nostra portata oggi, come la possibilità che anche le cellule gliali che accompagnano i neuroni nel cervello partecipino in particolare ai processi mentali, qualcosa che abbiamo già iniziato a verificare. I grandi scienziati sono in anticipo sui tempi nella comprensione dei fenomeni che studiano. Santiago Ramón y Cajal era almeno un secolo avanti rispetto ai suoi contemporanei nella comprensione della struttura e della funzione del sistema nervoso.

materia grigia è uno spazio che cerca di spiegare, in modo accessibile, come il cervello crea pensieri e controlla il comportamento. I sensi, la motivazione e le sensazioni, il sonno, l’apprendimento e la memoria, il linguaggio e la coscienza, e i loro disturbi primari, saranno analizzati nella convinzione che conoscerne il funzionamento equivale a conoscere meglio noi stessi e migliorare il nostro benessere e le relazioni con gli altri.

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