Il problema della neuroplasticità: un pò di storia.

neurogenesiIl termine ‘plasticità’ é in uso da poco più di un centinaio di anni nelle scienze del cervello e si riferisce a supposti cambiamenti della organizzazione e della struttura dei neuroni, in grado di spiegare varie forme di modificazioni comportamentali, che vanno dall’apprendimento e dalla memoria all’acquisizione di nuove capacità e pratiche motorie.

Il termine-concetto di neuroplasticità iniziò ad imporsi nel dibattito scientifico tra la fine dell’800 e gli inizi del ‘900, ma già alla fine del XIX sec vi erano state delle brillanti intuizioni di Vincenzo Giacinto Malacarne (1744-1816) che, studiando coppie di animali che provenivano dalla stessa cucciolata con lo scopo dichiarato di capire se “l’esercizio continuo e sommamente energico delle facoltà intellettuali non influisca sullo sviluppo primaticcio di alcune parti dell’encefalo”, stabiliva che le circonvoluzioni cerebrali dell’animale maggiormente sottoposto ad addestramento e stimolazioni ambientali si erano sviluppate più che nell’altro. In maniera simile anche Darwin, nella seconda metà del XIX sec, faceva notare come le dimensioni del cervello del coniglio domestico fossero ridotte rispetto a quello della lepre e del coniglio selvatico.

William James
William James

 Ma, secondo autorevoli storici della scienza, il primo ad utilizzare il termine neuroplasticità in maniera strettamente moderna fu probabilmente William James nei suoi “Principi di Psicologia” del 1890. Bella e suggestiva la sua definizione di “plasticità” intesa come “the possession of a structure weak enough to yield to an infuence, but strong enough not to yield all at once…”. Secondo James la plasticità del cervello poteva essere compresa considerandolo un organo nel quale “correnti” provenienti dai diversi organi di senso “si riversevano, creando percorsi che non scomparivano facilmente”. Consideriamo che a quel tempo James non sapeva nulla della sinapsi, come dispositivo che assicura la trasmissione unilaterale tra i neuroni in maniera ‘discreta’, concetto che verrà introdotto successivamente da Sherrington nel 1897. Le due grandi intuizioni di James furono 1) che i collegamenti neuronali possono essere formati o comunque facilitati dall’uso, e 2) che neuroni che si trovano ad essere attivati simultaneamente promuovono associazioni funzionali tra loro. Nonostante questo non vi è mai stato un generale riconoscimento a James per l’introduzione del concetto di neuroplasticità nel linguaggio scientifico.

In realtà furono due italiani, Eugenio Tanzi (1856-1934) e un suo assistente, Ernesto Lugaro (1870-1940), sostenendo in maniera pionieristica la Teoria del Neurone di Santiago Ramon y Cayal (il sistema nervoso era inteso come un aggregato di neuroni separati da spazi discreti), a formulare la prima vera ipotesi che le memorie associative e le capacità motorie legate alla pratica, potessero dipendere da una facilitazione localizzata della trasmisssione sinaptica. Nel sostenere il concetto di plasticità neuronale, Lugaro in particolare (1900), prospettava la sua visionaria intuizione della natura biochimica della trasmissione sinaptica nel sistema nervoso centrale, riferendo la plasticità alla modificabilità della sinapsi. Del resto lo stesso Cayal aveva sottolineato pochi anni prima (1892, 1898) come le associazioni mentali potessero dipendere da nuove associazioni costituite tra neuroni, in base ad una sincronizzazione di attività.

Comunque dopo queste prime intuizioni a cavallo del secolo, il concetto di neuroplasticità e, in particolare la teoria sinaptica dell’apprendimento, furono sottoposti a critiche e attacchi da parte del mondo scientifico, che le riteneva espressione di una prospettiva eccessivamente psicologista sulle modalità di funzionamento del sistema nervoso centrale (vedi Meyer, 1912, e Lashley, 1924, in proposito). Il quadro cambiò alla fine degli anni ’40, quando vennero pubblicati, ad un anno di distanza uno dall’altro, due libri fondamentali sulla prospettiva delle potenzialità plastiche dei neuroni e di come queste sottendessero l’apprendimento. Il primo fu “Conditioned Reflexes and Neuron Organization” scritto da Jerzy Konorski nel 1948, dove, secondo qualcuno, vi é una prima chiara definizione del concetto di neuroplasticità, e dove si sostiene che il sistema nervoso centrale é caratterizzato da due fondamentali proprietà, la reattività e la plasticità. In questo il fenomeno della neuroplasticità viene definito come quei cambiamenti morfologici  “…related to the formation and multiplication of new synaptic junctions between the axon terminals of one nerve cell and the soma (i.e. the body and the dendrites) of the other”.

Donald O. Hebb
Donald O. Hebb

  L’anno successivo Donald O. Hebb pubblicò “The Organization of Behavior” (1949), che é considerato una pietra miliare nello studio dei fenomeni di neuroplasticità e della ricerca neuroscientifica nel suo insieme. Hebb introdusse il concetto di assemblamento cellulare e quello di apprendimento neuronale (ancora oggi conosciuto come apprendimento hebbiano), secondo cui “neuroni che scaricano assieme si potenziano reciprocamente” (“What fires together, wires together”). Da allora la ricerca neuroscientifica, supportata da accresciute potenzialità tecniche, ha progressivamente e ineluttabilmente accreditato il fenomeno della plasticità neuronale come un dato acquisito, e questo voleva dire dare alla struttura cerebrale molte più potenzialità di cambiamento, anche in periodi della vita durante i quali, fino a pochi decenni fa, si riteneva che ‘i giochi fossero già fatti’ e le uniche possibità di cambiamento si limitivano a governare meglio l’esistente. In altre parole, il nostro cervello non smette mai di modellarsi, e le sue capacità plastiche si conservano durante l’intera esistenza.

Berlucchi G (2002) The origin of the term plasticity in the neurosciences: Ernesto Lugaro and chemical synaptic transmission. J Hist Neurosci 11:305–309

Buchtel HA (1978) On defining neural plasticity. Arch Ital Biol 116:241–247

Hebb DO (1949) The organization of behaviour. A neuropsychological theory. Wiley, New York

James W (1890) Principles of psychology, 2 vols. MacMillan, London

Konorski J (1948) Conditioned reflexes and neuron organization. CambridgeUniversity Press, Cambridge

LashleyKS (1924) Studies of cerebral function in learning. VI. The theory that synaptic resistance is reduced by the passage of the nerve impulse. Psychol Rev 31:369–375

Lugaro E (1906) I problemi odierni della psichiatria. Sandron, Milano

Meyer M (1912) The present status of the problem of the relation between mind and body. J Philos Psychol Sci Meth 9:365–371

Ramón y Cajal S (1894a) La fine structure des centres nerveux. Proc Roy Soc London 55:444–468

Sherrington CS (1897) The central nervous system. In: Foster M (ed) Text-book of physiology, vol vol.3. Macmillan, London

Tanzi E (1893) I fatti e le induzioni dell’odierna istologia del sistema nervoso. Riv Sper Fren Med Leg 19:419–472

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