Cervello, accendiamo la lampadina!

V’è nella generazione d’ogni pensiero sublime una scossa nervosa che si fa sentire nel cervelletto.
Charles Baudelaire

L'estate è ormai un ricordo lontano, è quindi giunto il momento di ripristinare una rigorosa gerarchia anatomica; per aiutarti nell'impresa Billy, oggi andremo a parlare del più importante ed intrigante organo del corpo umano: il cervello.

Ne abbiamo tutti un'idea, un'immagine impressa nella mente; ma sappiamo davvero di cosa stiamo parlando? Come funzioni? Cosa ci permette di porci queste domande e cosa invece ce lo impedisce?

Anche se rappresenta solo il 2% del peso del corpo, il cervello riceve un buon 20% del sangue circolante, e ne ha motivo. Ci sono più cellule nel cervello che lampadine a Las Vegas.
Neal Barnard

Il medico statunitense ha proprio ragione, il cervello è un ente estremamente complesso; parlare in termini di "cervello" non è in realtà completamente corretto, però il paragone con le lampadine è quantomeno divertente data la natura elettrica che nasconde.

Per indicare l'insieme delle strutture contenute all'interno della nostra scatola cranica ci si dovrebbe riferire all'encefalo, di cui il più noto cervello è solo una parte.
L'encefalo è infatti costituito da tre organi: tronco encefalico, cervelletto e, finalmente, cervello.

Il tronco encefalico è a sua volta suddiviso in:
-Midollo allungato, che prosegue senza interruzione nel midollo spinale;
-Ponte;
-Mesencefalo, che prosegue nel diencefalo.

Il cervello è in tutti i sensi all'apice del sistema nervoso centrale; è diviso in Telencefalo, nella parte più esterna e superficiale, quella cioè costituita dagli emisferi e dai nuclei della base che lo legano al Diencefalo, situato invece nella zona più interna a sua volta suddivisa in talamo, epitalamo, metatalamo, ipotalamo, subtalamo, (i meno celebri cugini di Cucciolo, Gongolo Mammolo, Brontolo Eolo, Pisolo e dell'adottatissimo Dotto).

Quest'ente misterioso ed intricato pesa non più di un chilo e mezzo; un "budino" composto da 100 miliardi di cellule, ognuna delle quali sviluppa circa 10 mila connessioni con le cellule vicine!

Queste cellule, come immagino tu sappia già, sono i neuroni, essenzialmente costituiti dal soma, la parte centrale in cui risiedono il nucleo e tutti gli organelli della cellula, e da filamenti citoplasmatici: i dendriti e l'assone.

Sappiamo tutti che la nostra attività cerebrale funziona tramite impulsi elettrici, ma come è possibile che nella nostra testa ci siano in continuazione scosse? Siamo un taser ambulante e non abbiamo mai sfruttato la cosa?

I neuroni funzionano tramite impulsi di natura elettrochimica in quanto la loro membrana plasmatica è polarizzata, cioè presenta una differenza di carica elettrica tra l'interno e l'esterno; ciò è possibile grazie ad una distribuzione asimmetrica di ioni: l'esterno è più ricco di ioni Na+ rispetto l'interno e questo causa una differenza di potenziale elettrico detta potenziale a riposo.

Quando il neurone non è in azione questo livello viene mantenuto costante a circa -70mV (sì Billy stiamo davvero parlando di elettricità!) da un armonioso meccanismo: una proteina di membrana, detta pompa sodio potassio, trasporta gli ioni Na+ dall'interno all'esterno della cellula e gli ioni K+ in direzione opposta. Siamo dinanzi ad un meccanismo selettivo governato dalle proteine canale; il potassio tende ad equilibrare la propria concentrazione e tramite queste riesce a varcare la membrana mentre gli ioni sodio non riescono ad attuare lo stesso meccanismo perché quando il neurone è a riposo i loro canali sono chiusi. 

Quando il neurone viene stimolato dall'apertura di alcune proteine canale per il sodio, si ha un repentino cambiamento di questa differenza di potenziale: si genera così l'impulso nervoso.
Salendo da -70 mV a -50mV si raggiunge un valore di potenziale, detto di soglia, che causa l'apertura di molti canali per il sodio, che ora può attraversare la membrana; si ha a questo punto un aumento di cariche positive tale da invertire bruscamente il potenziale, detto di azione, fino ad un valore di +35mV.
Subito dopo questa sequenza di eventi, detta depolarizzazione di membrana, si torna alla fase di riposo tramite la ripolarizzazione di membrana: le proteine canale per il sodio si chiudono e quelle per il potassio, che nel frattempo si erano chiuse, si riaprono.

Una volta capito come creare la saetta dobbiamo lanciarla Billy!
Il potenziale d'azione è un fenomeno elettrochimico localizzato e l'impulso si trasmette in un'unica direzione lungo gli assoni; questi sono avvolti dalle cellule di Schwann, che formano una guaina isolante interrotta in corrispondenza dei nodi di Ranvier in modo che l'impulso salti da un nodo all'altro e non debba percorrere tutta la lunghezza dell'assone.
Una volta giunti alla fine della cellula nervosa l'impulso arriva alle sinapsi, che trasmettono l'impulso alla cellula successiva, che può essere un altro neurone o una cellula muscolare.
Ne esistono due tipi: le sinapsi elettriche, che funzionano con un meccanismo del tutto simile a quello già descritto per il neurone stesso e le sinapsi chimiche.
In quest'ultimo caso la trasmissione dell'impulso viaggia per mezzo di sostanze chimiche: i neurotrasmettitori.
Una volta giunto alla fine dell'assone, l'impulso causa l'apertura delle pompe canale per lo ione calcio Ca++ nel bottone sinaptico, il rigonfiamento finale che collega le due cellule. In questo modo, i neurotrasmettitori, contenuti in vescicole, attraversano la sinapsi tramite esocitosi e si legano alle proteine di membrana del neurone successivo, detto postsinaptico, provocando l'apertura di canali ionici che permettono l'entrata di ioni che, tramite depolarizzazione, permettono all'impulso di entrare.

E' tramite questo meccanismo che siamo in grado di fare ogni azione, anche la più banale: percepire un profumo, chiudere gli occhi, salutare un amico, innamorarci.
Ciò che siamo come esseri umani, la nostra sensibilità e ogni nostro sentimento sono in realtà estremamente legati ad un sistema che ha del tecnologico e assomiglia moltissimo ad una macchina.
Non solo nella nostra testa, ma in tutto il nostro corpo siamo continuamente ed incosciamente attraversati da piccolissime scariche elettriche, mosse da un ingranaggio minuzioso e delicato, in cui in ogni istante qualcosa potrebbe andare storto, e invece, questo non accade quasi mai, perché la macchina uomo ha qualcosa di criptico e geniale in sé che non riusciamo ancora del tutto a comprendere, ma che sicuramente merita la nostra curiosità.

Della stessa natura dei fulmini sono i miracoli. Non vengono da soli, ma per attrazione verso un punto che pulsa, sta chiamando. Allora un'energia di zoccoli al galoppo si precipita sui centimetri di un corpo e lo va a salvare. I miracoli sono frequenti, ordinari. Reggono continuamente la vita e quando quella smette è perché ha smesso di spedire una carica pilota che faccia da guida al miracolo. Si muore quando non si chiede più.

Erri de Luca