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Galileo Giornale di scienza e problemi globali

L'esperienza insegna modificando il cervello

Pubblicato il 19 Febbraio 2010 13:46

 

Nota di MB:

Questo esperimento conferma che l’apprendimento avviene attraverso la modificazione della struttura del cervello ed in particolare si dimostrerà che il cervello duplica strutture isomorfe alla realtà esterna.

 

Una Struttura, in insiemistica, è l’ insieme di relazioni che sussistono tra gli elementi dell’ insieme di supporto. Per il cervello l’insieme di supporto è l’insieme dei neuroni mentre le relazioni sono rappresentate dalle connessioni tra i neuroni.

Il cervello si configura quindi come un gigantesco grafo orientato dove i vertici sono i neuroni e i rami sono i dentriti (ingressi) e assoni (uscite). L’ orientamento dei rami va dagli assoni verso i dentriti.

 

Imparare a cantare modifica la struttura cerebrale degli uccelli, aumentando e stabilizzando le connessioni tra i neuroni. Lo rivela uno studio della Duke University di Durham (Usa) pubblicato sulla rivista Nature, che dimostra il legame tra i cambiamenti strutturali del cervello dovuti a un esperienza sensoriale e l'apprendimento.

Per scoprire cosa succede alle connessioni tra le diverse cellule nervose (sinapsi) nell'area del cervello da cui si pensa che provengano i comandi vocali, gli scienziati hanno studiato alcuni giovani uccelli canori che avevano ascoltato per la prima volta il canto di un uccello adulto. In particolare, l'imaging della regione corticale legata alle abilità canore ha rivelato alcuni cambiamenti strutturali nelle spine dendritiche, le proiezioni delle cellule nervose che le mettono in contatto le une con le altre.

Secondo i risultati, nelle prime 24 ore di apprendimento del canto, le spine dendritiche dei giovani fringuelli zebrati - solitamente mobili -  sono diventate più lunghe e più stabili. "Ci aspettavamo di vedere la costruzione di nuove spine e la perdita di quelle vecchie", ha dichiarato Richard Mooney, professore di Neurobiologia alla Duke e coautore dello studio, "invece, abbiamo visto esattamente il contrario: ascoltare il canto di un adulto ha rapidamente stabilizzato le sinapsi in precedenza dinamiche". I ricercatori hanno anche osservato un aumento dell’attività sinaptica.

Studi precedenti avevano già mostrato una correlazione tra i cambiamenti strutturali nel cervello e l'esperienza sensoriale, ma non era chiaro se questi stessi cambiamenti accompagnassero l'apprendimento. Ora, la ricerca di Mooney e colleghi rivela un nesso tra l'apprendimento e questi cambiamenti nella microanatomia cerebrale, e dimostra come l'esperienza influisce sulle proprietà strutturali e funzionali delle sinapsi.

Dagli animali all’essere umano il passo potrebbere non essere troppo lungo: se è vero che uccelli ed umani sfruttano sistemi neurali simili - per apprendere un canto da un esemplare adulto gli uni e per imparare a parlare gli altri -, allora è possibile che questa ricerca possa essere sfruttata in ambito medico per migliorare l’apprendimento del linguaggio nei bambini o per ripristinare la plasticità delle sinapsi negli adulti. "La speranza è di riuscire ad aiutare le persone a riacquistare la funzione del linguaggio dopo un evento traumatico come un ictus o con i nervi uditivi danneggiati", ha concluso Mooney. La scoperta, dunque, non solo contribuirebbe a stabilire un fondamento fisico per l'apprendimento e la memoria, ma porrebbe le basi per migliorare l’apprendimento vocale delle persone. (a.o.)

Riferimenti: Nature doi:10.1038/nature08759