Santiago Ramon y Cajal ha trascorso la sua vita – è nato nel 1852 – guardando in basso un microscopio a sottili sezioni del cervello. Non si vede molto a meno che non si macchino le fette in un modo che mostri le cellule nervose (neuroni) e altre cellule del cervello. Cajal ha usato un metodo sviluppato da Camillo Golgi, un neuroscienziato italiano contemporaneo. I due sarebbero diventati nemici implacabili. Cajal è venerato come un grande neuroscienziato perché, con un'attenta osservazione, un'intuizione brillante e disegni squisiti (Cajal era un artista di talento), ha sviluppato idee sul cervello, la sua struttura, lo sviluppo e la funzione che durano fino ad oggi. Tra le sue molte scoperte c'era la consapevolezza che i neuroni non si connettevano direttamente tra loro, ma erano separati da uno spazio, che ora chiamiamo sinapsi. Golgi non era d'accordo (aveva torto); ma hanno ricevuto un premio Nobel insieme. Cajal pensava anche che qualsiasi sostituzione di neuroni con nuovi nel cervello adulto fosse impossibile: "Nei centri per adulti i percorsi nervosi sono qualcosa di fisso, finito, immutabile. Tutto può morire, niente può essere rigenerato. "È quello che mi è stato insegnato come studente di medicina negli anni '60.
Sorprendentemente, non è del tutto vero (Cajal non sbagliava spesso). Ci sono due o tre aree nel cervello adulto dove si formano nuovi neuroni, e uno di loro è l'ippocampo. L'ippocampo è essenziale per alcune forme di memoria. La memoria episodica è il tipo che ti permette di ricordare, in dettaglio, cosa hai fatto nel tuo ultimo compleanno – una specie di video interno. Ti consente anche di orientarti verso luoghi familiari perché impari il percorso. Se l'ippocampo è danneggiato, anche queste sono funzioni. Ci sono rapporti secondo cui i tassisti di Londra, che trascorrono circa due anni a imparare percorsi intorno a Londra ("la conoscenza") hanno più grandi del solito hippocampi, e che diventano più grandi man mano che imparano più percorsi. Ma l'ippocampo è anche molto soggetto a danni. Ad esempio, un breve periodo di mancanza di ossigeno, che potrebbe non interessare gran parte del cervello, può danneggiare gravemente l'ippocampo. Ci sono sostanze tossiche che distruggono le cellule nervose: l'ippocampo è insolitamente sensibile a loro. È una fonte comune di epilessia, un risultato del danno cerebrale.
L'ippocampo continua a produrre nuovi neuroni per tutta la vita. Questo fu scoperto per la prima volta nei topi e, come puoi immaginare, non era creduto all'epoca. Ora è stato stabilito che si verifichi in molte altre specie, compresi gli esseri umani (anche se fanno un numero di ratti inferiore a quello dei ratti). Fare nuovi neuroni, se vogliono essere efficaci, non è semplice. Ci deve essere una popolazione di cellule staminali – sono chiamate "progenitori" perché, a differenza delle vere cellule staminali, sembrano solo in grado di formare neuroni o cellule simili. Questo è solo l'inizio: i nuovi neuroni devono fare lunghi processi (assoni) che permettano loro di comunicare con altri neuroni, e questi assoni devono trovare la loro strada verso la destinazione corretta, altrimenti i circuiti del cervello diventano strapazzati. Ciò accade correttamente durante lo sviluppo del cervello, ma si è in gran parte fermato all'età adulta. L'ippocampo adulto continua così: i nuovi neuroni trovano la loro destinazione. Questo è abbastanza sorprendente.
Le domande ovvie sono: perché questo si verifica nell'ippocampo e cosa significa per la sua funzione? Si potrebbe pensare che la risposta al primo sia ovvia: se l'ippocampo è così vulnerabile al danno, allora ha bisogno di un modo per riparare se stesso. Una buona idea … .ma il fatto spiacevole è che sono i neuroni particolari dell'ippocampo che sono così sensibili, e non sono questi sono sostituiti, ma altri che non sono così sensibili. Un modo per esplorare la funzione dei nuovi neuroni è di impedirne la formazione sperimentale. Questo risulta essere piuttosto difficile senza causare altri danni, e quindi complicare l'interpretazione. C'è un sacco di disaccordo su questi esperimenti, e la vera risposta alla seconda domanda è: non lo sappiamo ancora per certo, anche se ci sono stati numerosi suggerimenti.
Quello che sappiamo è che il tasso di formazione di questi nuovi neuroni può essere alterato. Sottolinea un animale o dargli alte dosi di corticosterone ormonale legato allo stress (cortisolo nell'uomo) e l'ippocampo praticamente smette di produrre nuovi neuroni. D'altra parte, l'esercizio o la somministrazione di farmaci che sono usati per curare la depressione (SSRI come il Prozac) aumenta notevolmente. Ciò ha portato a suggerire che questo è il motivo per cui questi farmaci possono essere utili nella depressione e che forse i nuovi neuroni dell'ippocampo sono coinvolti nella depressione o nel recupero da esso; ma queste idee sono lontane dall'essere stabilite. Quindi non solo l'ippocampo crea nuove cellule nervose, questo meccanismo è sensibile agli eventi esterni, in particolare allo stress. Lo stile di vita, a quanto pare, si riflette in quello che succede nell'ippocampo
L'aspetto davvero eccitante è che c'è una parte del cervello che, contrariamente a quanto pensavano Cajal e chiunque altro, può rigenerarsi. Cosa c'è di speciale nell'ippocampo? Se potessimo scoprirlo, potremmo avere un modo per incoraggiare altre parti del cervello che normalmente non si riparano per iniziare a creare nuove cellule nervose dopo il danno – per esempio, un ictus. L'ippocampo ci ha dato speranza, forse una chiave per la serratura, e ha anche cambiato le nostre idee sul cervello, che ora sappiamo essere molto più plastico di quanto pensassimo.
Camillo Golgi non ha mai accettato di avere torto riguardo alle connessioni tra le cellule nervose, e le due si sono ignorate durante la cerimonia del Nobel. La storia proclama Cajal il vincitore, ma Golgi non è dimenticato. Ci sono un certo numero di strutture cellulari che portano il suo nome. Ironia della sorte, uno di loro (l'apparato di Golgi) rende le piccole vescicole che vengono rilasciate negli spazi tra le cellule nervose che Golgi pensava non esistesse.
Ora possiamo immaginare un momento in cui riparare i danni al cervello può essere possibile. Un momento in cui, dopo un ictus che danneggia la parte del cervello che controlla, per esempio, il movimento, possiamo trapiantare alcune cellule progenitrici nell'area danneggiata, insieme ai composti che hanno ripristinato la loro capacità di svilupparsi in neuroni funzionali e trovare la loro strada per la loro destinazione corretta. Poi, forse dopo alcuni mesi, i percorsi danneggiati sarebbero – anche parzialmente – riparati e la paralisi si risolverebbe. Se succede nell'ippocampo adulto, potrebbe essere fatto accadere altrove nel cervello. È molto lontano, probabilmente (le previsioni sono sempre incerte) ma un giorno Cajal potrebbe, fortunatamente, dimostrarsi un po 'troppo pessimista. In nessun modo questo diminuirà la sua reputazione di uno dei più grandi neuroscienziati.
Lasciando che la nostra immaginazione voli ulteriormente, forse ci sarà un momento in cui possiamo correggere i circuiti malfunzionanti nel cervello mediante l'attivazione giudiziosa di nuovi neuroni e delle loro connessioni. Si pensa in particolare a disturbi come la schizofrenia. La causa alla base di questa condizione non è nota, ma sembra implicare un'attività cerebrale anormale sin dalla tenera età. Se ciò è dovuto alla crescita di connessioni errate, rettificarle con nuovi neuroni e le loro connessioni potrebbero alleviare le forme persistenti e durature di questa grave malattia. Quindi la scoperta di neuroni di nuova formazione nell'ippocampo, sconosciuti per così tanto tempo, può portare – in tempo – una rivoluzione nel modo in cui trattiamo alcune delle nostre malattie più devastanti e comuni. Nuovi trattamenti sono assolutamente necessari. Quelle piccole cellule staminali dell'ippocampo, per così tanto tempo non ancora scoperte, ci hanno dato nuove speranze in quest'area molto difficile e importante.