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Le facoltà cognitive che il nostro cervello ci permette di mantenere rappresentano il più grande traguardo evolutivo della nostra specie e ciò che ci differenzia profondamente dagli animali.

Ma come nascono queste facoltà resta ancora un mistero, nonostante gli enormi passi in avanti fatti negli ultimi anni con le neuroscienze, passi così grandi da far dichiarare il XXI secolo come il “secolo del cervello”.

Tra questi passi si inserisce anche quello di Maiken Nedergaard e Steven Goldman, che grazie alle loro ricerche sugli astrociti hanno contribuito ad avvalorare con più forza la teoria che a rendere possibile i processi di informazione e i processi cognitivi del cervello non siano soltanto i neuroni, come afferma la Dottrina del Neurone di Ramon y Cajal, ma anche altre cellule che non trasportano segnali elettrici.

Tutto comincia quando la dottoressa Nedergaard nota che alcune cellule della glia del cervello umano, gli astrociti, hanno caratteristiche molto diverse da quelle dei roditori, sia in termini di dimensioni che di forma. Quelli umani infatti hanno una dimensione maggiore rispetto a quella dei roditori e si innestano in profondità su diversi strati della materia grigia. Queste differenze hanno portato anche altri ricercatori a congetturare la possibilità che una parte di ciò che ci rende umani è dovuto probabilmente agli astrociti.

Finora si pensava che le cellule della glia avessero solo delle funzioni fisiologiche per i neuroni. Queste e altre ricerche hanno invece dimostrato che grazie al rilascio di ioni calcio gli astrociti sono in grado di interagire tra loro e con i neuroni, favorendo il rilascio o l’assunzione dei neurotrasmettitori da parte di questi ultimi e partecipando così di fatto al processi informativi e cognitivi. Ed essendo gli astrociti umani più grandi rispetto a quelli dei roditori, hanno un’influenza ancora più importante sui processi . “Un singolo astrocita umano ingloba 2 milioni di sinapsi, rispetto ai 100 000 dei roditori” afferma Nedergaard.

Per sperimentare queste ipotesi perciò i ricercatori hanno isolato le cellule progenitrici della glia dell’uomo (cellule ai primi stadi di sviluppo, prima che maturassero in astrociti) e le hanno marcate con una proteina fluorescente affinché una volta trapiantate fossero identificabili senza problemi. Una parte di queste cellule è stata così iniettata nel proencefalo dei topi appena nati. Successivamente un esame del cervello fatto 2 settimane e 20 mesi dopo ha così rivelato che gli astrociti umani maturi si erano perfettamente inseriti nel cervello del roditore, mantenendo nel frattempo la loro forma e le loro dimensioni umane. . “Questa è una scoperta inaspettata e sorprendente”afferma il professor Alcino Silva, del Brain Research Institute dell’UCLA “è possibile rimpiazzare gli astrociti dei topi con quelli umani e non solo il topo rimane in vita, ma apprende e ricorda meglio degli altri esemplari normali.”

Già perché quando successivamente i topi sono stati sottoposti ai test di comportamento standard per la memoria e l’apprendimento, gli esemplari che avevano subito il trapianto superavano notevolmente le performance degli esemplari del gruppo di controllo. Questo perché gli astrociti umani facilitano l’attivazione degli stimoli neuronali i quali a loro volta favoriscono la formazione della memoria.

Goldman afferma che continuando a sviluppare modelli sul funzionamento del cervello di questi topi potenziati si può arrivare a capire meglio anche il funzionamento del cervello umano, permettendoci così di studiare anche nuovi metodi per trattare le malattia e i disordini psichiatrici, come per esempio la schizofrenia. “Abbiamo bisogno di analizzare tutti i differenti tipi di cellule del cervello e capire come interagiscono tra loro per comprendere finalmente come esso lavora”.