Il cervello ha le rughe: perché?

6 Aprile 2020
Perché il cervello ha le rughe? Perché è così importante che le abbia? In che modo influisce su di noi e quali vantaggi comporta? Proviamo a rispondere a queste e ad altre domande.

Nel corso della storia dell’umanità abbiamo voluto scoprire il cervello e ciascuna delle parti che lo compongono. Sapere quali funzioni svolge ciascuna delle sue regioni e conoscere persino i suoi angoli più nascosti. Oggi siamo ancora in cerca di risposte e la domanda che ci poniamo in questo articolo è la seguente: perché il cervello ha le rughe?

A giudicare dalla scala zoologica, il rapporto tra neuroni e capacità di apprendimento è lineare. In altre parole: a una superficie cerebrale e, dunque, una corteccia cerebrale più estese corrisponde un migliore apprendimento. Quelle dell’essere umano sono le più estese tra le specie animali e il suo cervello presenta delle pieghe grazie alle circonvoluzioni cerebrali. Può quindi contenere una superficie estesa in uno spazio ridotto.

Gli animali senza circonvoluzioni prendono il nome di lissencefali e hanno scarse capacità di apprendimento, mentre gli animali denominati girencefali, ovvero dotati di circonvoluzioni, possono apprendere con maggiore facilità. L’essere umano è l’animale girencefalo per eccellenza: il suo cervello è pieno di rughe, più di qualsiasi altra specie, seguito dai primati antropoidi.

Il cervello umano è quasi esclusivamente composto da corteccia cerebrale. Anche il cervello di uno scimpanzé, ad esempio, ha una corteccia, ma in proporzione molto inferiore. La corteccia ci permette di pensare, ricordare, immaginare. Siamo esseri umani fondamentalmente in virtù della nostra corteccia cerebrale.

-Edoardo Boncinelli-

Le rughe del cervello

Anatomia cerebrale: differenze tra esseri umani e scimpanzé

Nel maggio del 2009 la rivista Scientific American ha pubblicato un lavoro di Catherine S. Pollard, un biostatista dell’Università della California che ha sviluppato un programma informatico per confrontare i segmenti cerebrali che più differiscono tra umani e scimpanzé. La sequenza che attraverso questa analisi presentava le differenze più notevoli presenta 118 nucleotidi chiamati HAR1, “human accelerated region” (regione umana accelerata).

A quanto sembra, la HAR1 è attiva nel cervello umano e in quello di altri vertebrati. Questa regione si è sviluppata molto lentamente nei vertebrati non umani, visto che sono solo due le differenze tra i nucleotidi delle sequenze di galline e scimpanzé, mentre il numero di differenze con gli umani è di 18.

Nelle colture cellulari si è dimostrato che la sequenza HAR1 è un regolatore dell’espressione genetica e si è avuto un riscontro attivo nei neuroni coinvolti nello sviluppo della corteccia cerebrale. Quando le cellule in cui si attiva HAR1 risultano danneggiate, il cervello si sviluppa in modo anomalo e la corteccia cerebrale perde il suo aspetto caratteristico (con diversi solchi e lobi).

Il peso del cervello non è l’unica caratteristica anatomica che favorisce una maggiore intelligenza, è determinante anche la presenza di “rughe”, ovvero quanti solchi e lobi possiede.

La mente che si apre a una nuova idea non tornerà mai alle sue dimensioni originali.

-Albert Einstein-

Il cervello ha le rughe, come si formano?

Una delle caratteristiche più rilevanti del nostro cervello sono le straordinarie dimensioni della corteccia cerebrale e delle sue pieghe, percepite come protuberanze e solchi sulla superficie esterna.

Come dicevamo, la maggior parte degli animali con un cervello di grandi dimensioni presenta una corteccia con delle pieghe, mentre la maggior parte degli animali con un cervello dalle dimensioni ridotte presenta una corteccia liscia, dunque priva di pieghe.

La corteccia cerebrale è un tessuto laminato in cui i neuroni si trovano nella parte superiore, mentre la parte inferiore o interna presenta la maggior parte delle connessioni tra i neuroni e le altre aree del cervello.

Nei cervelli di grandi dimensioni, questo strato di tessuto neuronale che riveste l’esterno del cervello è molto più grande delle strutture cerebrali profonde che riveste; invece di adottare una forma sferica, si piega su se stessa, riducendo il volume totale del cervello e del cranio.

Victor Borrel e il suo gruppo di ricercatori si muovono in questa direzione da diversi anni e hanno dimostrato che la glia radiale basale, bRG secondo l’acronimo inglese (regolata attraverso fattori intrinsechi ed estrinsechi), svolge un ruolo fondamentale nell’espansione tangenziale della corteggia cerebrale.

La bRG risulta dunque un requisito fondamentale, sebbene insufficiente, per generare una corteccia con solchi. Essa offre, di fatto, nuovi processi radiali per i quali i neuroni migrano radialmente, propagandosi dunque in modo tangenziale ed espandendo la corteccia cerebrale.

Il cervello del bambino, a differenza del cucciolo di qualunque altra specie, triplica le sue dimensioni nel primo anno di vita.

-Morton Hunt-

Sviluppo embrionale del cervello

Cosa succede se il cervello non è sufficientemente rugoso?

I solchi corticali si formano nel corso dello sviluppo embrionale. La forma rugosa del cervello si produce intorno alla ventesima settimana di gestazione e si completa quando il bambino compie un anno e mezzo di età.

È importante per ottimizzare l’organizzazione funzionale e le connessioni del cervello. Inoltre, permette a una corteccia estesa di adattarsi a un volume cranico di dimensioni ridotte.

Tra le patologie più comuni relative alla formazione dei solchi del cervello sono la polimicrogiria, formazione di molteplici piccoli solchi, e la eterotopia nodulare periventricolare, in cui i neuroni si accumulano in modo ectopico nei pressi dei ventricoli telencefalici, formando noduli che agiscono come focus epilettogeno.

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