Le neuroscienze e la loro evoluzione nel tempo

La neuroscienza è costituita da un insieme di discipline scientifiche focalizzate sullo studio del sistema nervoso. Il quale è formato dal sistema nervoso centrale e dal sistema nervoso periferico. Uno degli obiettivi primari delle neuroscienze è comprendere i meccanismi di regolazione e controllo delle reazioni nervose; nonché il funzionamento cerebrale.

La Dott.ssa Ángeles Castro spiega l’evoluzione delle neuroscienze nel tempo e il loro contributo alla scienza.

Il cervello e le neuroscienze

Il cervello come sistema di controllo è attualmente studiato dalle neuroscienze. La sua evoluzione è iniziata già ai tempi dei Greci e continua ancora oggi. Il corpo umano è un complesso intreccio di reti nervose controllate dal cervello. Ogni giorno, in modo continuativo, milioni di neuroni restano connessi trasmettendo impulsi con informazioni specifiche a ogni organo del corpo.

Il cervello è una struttura estremamente complessa e molte proprietà del suo funzionamento restano ancora sconosciute. Tuttavia, la ricerca condotta dalle neuroscienze ha permesso di approfondire la struttura, la funzione e l’importanza del sistema nervoso.

Importanza delle neuroscienze

Tra gli aspetti più importanti delle neuroscienze vi è lo studio della capacità di apprendimento degli individui, direttamente associata alla capacità di sopravvivenza. Oltre la teoria dell’evoluzione di Darwin, il cervello è stato utilizzato in misura maggiore o minore per imparare. Dalla raccolta di cibo, al fare il fuoco, alla caccia, all’insediamento e all’organizzazione di attività per vivere; fino alle rivoluzioni industriali e allo sviluppo dell’intelligenza artificiale.

Certamente, tutto questo è stato reso possibile attraverso l’apprendimento, che è legato al perfezionamento delle funzioni cerebrali e all’efficienza delle interazioni neuronali. Questi fattori sono studiati minuziosamente dalle neuroscienze.

D’altra parte, in questo decennio del XXI secolo le neuroscienze stanno sperimentando un’integrazione con altri campi del sapere. Per esempio: l’embriologia, la fisiologia, la biochimica, la farmacologia, la psicologia, la neurologia, la bioingegneria, le scienze informatiche e l’intelligenza artificiale.

Antecedenti storici delle neuroscienze

Primi contatti con le neuroscienze

In Grecia, nel V sec. a.C., Alcmeone di Crotone descrisse i nervi ottici che individuò durante le dissezioni da lui eseguite. Nelle sue descrizioni propose che il cervello fosse la sede del pensiero e delle sensazioni.

Analogamente, il Corpus Hippocraticum affermò: “gli uomini devono sapere che le gioie, i piaceri, i dolori, le afflizioni e le lamentazioni provengono dal cervello e da nessun altro luogo. Ed è proprio attraverso di esso che acquisiamo saggezza e conoscenza, vediamo, udiamo e sappiamo cosa è assurdo e cosa è giusto, cosa è cattivo e cosa è buono, cosa è dolce e cosa è ripugnante…E dallo stesso organo diventiamo folli e deliranti, e ci assalgono paure e terrore…soffriamo tutte queste cose a causa del cervello quando non è sano…Sono dell’opinione che in questo modo il cervello eserciti il massimo potere sull’uomo”.

D’altra parte, Aristotele sosteneva l’idea che il centro dell’intelletto risiedesse nel cuore, affermando che la natura razionale dell’uomo era dovuta alla capacità cerebrale di raffreddare il sangue surriscaldato del cuore.

Successivamente, Galeno, basandosi sulla tesi di Ippocrate e sulla differenza strutturale tra il cervello e il cervelletto, propose che il cervelletto agisse sui muscoli, che fosse il ricevitore delle sensazioni e conservasse la memoria. Allo stesso modo, collegò i ventricoli cerebrali alle cavità del cuore stabilendo che sensazioni e movimenti dipendessero dal flusso degli umori verso o dai ventricoli cerebrali attraverso i nervi.

Le neuroscienze nel XVIII secolo

In questo periodo si ipotizzò che il tessuto nervoso svolgesse una funzione ghiandolare. Sulla base della teoria di Galeno si stabilì che i nervi fossero il condotto che trasportava i fluidi secreti dal cervello e dal midollo spinale verso la periferia dell’organismo umano.

Per quanto riguarda l’anatomia cerebrale, Vesalio rese noti vari dettagli. Tuttavia, il concetto della localizzazione ventricolare e delle funzioni cerebrali rimase inalterato. Analogamente, l’invenzione delle macchine idrauliche contribuì a rafforzare la teoria ventricolare cerebrale. Questa teoria espone che: “i liquidi espulsi dai ventricoli pompano nell’organismo, perciò i muscoli aumentano di volume durante il movimento”.

Correlativamente, René Descartes difese la teoria meccanicistica della funzione cerebrale per spiegare il comportamento animale. Tuttavia, questa non spiegava la complessità del comportamento umano poiché l’individuo possiede intelletto e anima donata da Dio. Cartesio credeva fermamente che il cervello controllasse il comportamento umano per quanto riguarda l’aspetto animale e che le capacità speciali dell’uomo risiedessero altrove, nella mente (“l’esprit”).

Sulla base di questa teoria emergono due linee di pensiero che persistono tuttora. Da un lato, la filosofia meccanicista che interpreta il corpo come una macchina e, in quanto tale, va analizzato incluso il cervello. Dall’altro lato, la linea mente-corpo, condivisa da alcuni neuroscienziati.

Le neuroscienze nei secoli XIX e XX

L’emergere delle neuroscienze ebbe come punto di partenza le scoperte di Santiago Ramón y Cajal, che studiava le proteine e i neuroni come fondamento della struttura cellulare del cervello. Riguardo ai neuroni, contribuì affermando che: “il sistema nervoso è costituito da cellule indipendenti: i neuroni, che entrano in contatto tra loro in punti specifici”.

Allo stesso modo, Ramón y Cajal creò una nuova teoria neuroanatomica e descrisse la struttura neuronale. Inoltre, stabilì i meccanismi che le governano, lo sviluppo, la degenerazione e la rigenerazione del sistema nervoso. Questi elementi costituiscono i fondamenti delle neuroscienze odierne.

Il perfezionamento delle neuroscienze sarebbe stato difficile senza l’avanzamento della neurofisiologia, scienza emersa alla fine del XVIII secolo con le ricerche di Galvani sull’influenza dell’elettricità sull’attività delle cellule costituenti il tessuto muscolare.

La teoria neuronale fu confermata attraverso vari studi, tra cui quello condotto da Ross Harrison, un embriologo che mediante colture tissutali corroborò la teoria e dimostrò che le estensioni dei neuroni, le dendriti e gli assoni, sono strutture continue del corpo neuronale e si sviluppano a partire da esso.

Scoperte più avanzate

Successivamente, nel corso del XIX secolo, gli scienziati Emil Dubois-Reymond, Johannes Müller e Hermann von Helmholtz svilupparono i fondamenti dell’elettrofisiologia. Inoltre, Helmholtz scoprì l’attività elettrica dei neuroni durante la trasmissione di informazioni tra le cellule.

Nella stessa linea di ricerca, il medico Charles Bell e il fisiologo François Magendie chiarirono il percorso di trasmissione dei segnali tra il sistema nervoso e la periferia dell’organismo. D’altra parte, il neurofisiologo Charles Scott confermò categoricamente la teoria di Ramón y Cajal sul contatto interneuronale, che denominò sinapsi.

Alla fine del XIX secolo, la farmacologia iniziò a svilupparsi e suscitò maggior interesse quando Claude Bernard, Paul Ehrlich e John Langley dimostrarono che i farmaci interagiscono con specifici recettori cellulari. Questa scoperta costituisce la base per gli studi attuali sulla trasmissione chimica sinaptica. Successivamente, intorno al 1960, il biochimico Hornykiewicz osservò che il cervello di persone malate di Parkinson mostrava una bassa concentrazione di dopamina. In tal modo, si stabilì una correlazione fisiopatologica tra il deficit di un neurotrasmettitore e la presenza di un disturbo neurologico.

Anni recenti

Negli anni recenti, lo sviluppo delle neuroscienze si è collegato con la psicologia, disciplina presente nella società fin dall’epoca greca con gli stessi interrogativi riguardo alla natura della mente e al comportamento umano.

Conclusione

Infine, si stabilisce che le neuroscienze sono in continua evoluzione, in modo tale che le proposte e la conferma di diverse ipotesi hanno portato a scoperte rilevanti per comprendere la struttura cerebrale. Inoltre, l’approccio multidisciplinare che le caratterizza permette di indagare vari aspetti per rispondere agli interrogativi relativi al funzionamento specifico del sistema nervoso e di ciascuno dei suoi componenti.

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