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Come funziona la fittissima rete di connessioni che ci permette di pensare, ricordare e sentire e cosa succede quando questi "intrecci" si ammalano? Un tema complesso e affascinante che è stato al centro di: "Cervelli in rete: Stimoli, segnali e connessioni", uno degli appuntamenti del Festival della Scienza di Genova - promossi da Mnesys la più grande rete europea sulle neuroscienze - che ha come parole chiave di questa edizione: “intrecci”.

Connessioni nel cervello (di Thiebaut de Schotten)

Un tema che è tra quelli al centro delle ricerche del network di ricercatori dello 'Spoke 3' che studia l’omeostasi neuronale (la capacità del cervello di mantenere un equilibrio stabile) e l’interazione tra cervello e ambiente.

"In appena un millimetro cubo di cervello si trovano circa 100.000 neuroni", ha sottolineato Federica Barbieri, associata di farmacologia all’Università di Genova, "collegati tra loro da un miliardo di connessioni". Mappare questa rete è un'impresa colossale: "Oggi abbiamo immagini incredibilmente dettagliate, e creare una 'Google Map' completa di tutte le connessioni richiederebbe una memoria digitale pari a quella prodotta in un anno intero in tutto il mondo". 

Ma la comunicazione cerebrale non è solo un affare tra neuroni. Il cervello, infatti, si potrebbe rappresentare come una vera e propria orchestra, come ha sottolineato Massimo Grilli, associata di farmacologia all’Università di Genova. "I neuroni sono on-off, rapidi, con una sorta di comportamento digitale, mentre gli astrociti vengono assimilati a un atteggiamento analogico, più lento". Ma questi ultimi, ha aggiunto, non sono semplici comparse: "Gli astrociti potrebbero essere le cellule che decidono cosa dobbiamo o non dobbiamo ricordare", e attorno a queste cellule non c'è il vuoto, ma un "ambiente attivo" che trasmette segnali e gestisce le comunicazioni, un po' come l'aria che trasporta suoni e profumi in una città.

A volte, però, l'orchestra stona, e questo è il caso delle neuroinfiammazioni, illustrate dal neurofisiologo Franco Onofri. "Stimoli come traumi, tossine, virus e batteri possono infiammare il cervello", ha spiegato, ricordando la pandemia da Covid. “Spesso le complicazioni a livello neurologico sono dovute a una neuroinfiammazione di origine virale. Questo stato cronico può scatenare patologie come Alzheimer e Parkinson. Si finisce in un terribile circolo vizioso. L'infiammazione dà origine a queste patologie, ma allo stesso modo le patologie potenziano l'infiammazione". La sua ricerca, quindi, si è concentrata sui meccanismi di difesa che i neuroni mettono in atto per sopravvivere a questo attacco, cercando un modo per potenziarli con futuri farmaci.

L'infiammazione gioca un ruolo chiave anche nei tumori cerebrali, come ha evidenziato Federica Barbieri che ha ricordato come nel glioblastoma, un tumore molto aggressivo, le cellule malate creano un "microambiente" che le protegge e le nutre. "È una sorta di rifugio in cui il tumore si colloca e si mette a riparo da tutto quello che può impedirne la crescita", ha spiegato, "obbligando le cellule sane circostanti a lavorare per lui", e una delle conseguenze è l'epilessia. Studiare questo legame apre la possibilità di usare farmaci antiepilettici non solo per controllare le crisi, ma anche per frenare la crescita del tumore.

Infine, la neuroscienziata Greta Volpedo, che lavora all’Istituto Gaslini di Genova, ha allargato l'orizzonte, dimostrando che il cervello non è un organo isolato. Esiste una connessione fittissima e fondamentale con l'intestino. "Il cervello non è da solo, ma comunica con tutti gli altri sistemi del nostro organismo, e l'intestino è molto importante da subito, fino da prima della nascita", ha affermato. Il microbiota, ovvero l'insieme dei batteri che popola il nostro intestino, produce sostanze che influenzano lo sviluppo cerebrale. "Il tipo di parto, l'allattamento e la dieta che seguiamo lasciano un'impronta decisiva sul nostro microbiota e, di conseguenza, sulla nostra salute cerebrale".

Dal micro al macro, quindi, dalla singola sinapsi al dialogo tra organi, l'incontro ha reso evidente come la parola chiave per capire il cervello sia "connessione". La stessa che anima il progetto Mnesys, finanziato dal PNRR che porta avanti uno sforzo collaborativo cruciale: "La condivisione delle conoscenze", ha concluso Barbieri, "è la base veramente importantissima, l'unico modo in cui la ricerca scientifica può andare avanti".