Le neuroscienze e la loro evoluzione nel tempo

La neuroscienza è composta 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 principali delle neuroscienze è conoscere i meccanismi di regolazione e controllo delle reazioni nervose; così come 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 iniziò dall’epoca dei greci e continua a svilupparsi fino ad oggi. Il corpo umano è un complesso intreccio di reti nervose che sono controllate dal cervello. Ogni giorno, in modo continuo, milioni di neuroni rimangono connessi trasmettendo impulsi con informazioni specifiche a ciascun organo del corpo.

Il cervello è una struttura estremamente complessa e ancora non si conoscono molte proprietà riguardo al suo funzionamento. Tuttavia, la ricerca svolta 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, che è direttamente associata all’abilità di sopravvivenza. Al di là della teoria dell’evoluzione di Darwin, il cervello è stato usato in misura maggiore o minore per apprendere. Dalla raccolta del cibo, accendere il fuoco, cacciare, stabilirsi e mettere in atto attività per vivere; fino ad arrivare alle rivoluzioni industriali e allo sviluppo dell’intelligenza artificiale.

Certamente, tutto ciò è stato 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: la embriologia, la fisiologia, la biochimica, la farmacologia, la psicologia, la neurologia, la bioingegneria, le scienze informatiche e intelligenza artificiale.

Antecedenti storici delle neuroscienze

Primi contatti con le neuroscienze

In Grecia nel V secolo a.C. Alcmeone di Crotone realizzò la descrizione dei nervi ottici che individuò durante le dissezioni che svolse. Nelle sue descrizioni propose che il cervello fosse la sede del pensiero e delle sensazioni.

Analogamente, il Corpus Hippocraticum segnò: “gli uomini devono sapere che le gioie, i piaceri, i dolori, le afflizioni e le lamentazioni procedono dal cervello e da nessun altro luogo. E così, in modo particolare acquisciamo saggezza e conoscenza, vediamo, udiamo e sappiamo ciò che è assurdo e ciò che è giusto, ciò che è cattivo e ciò che è buono, ciò che è dolce e ciò che è ripugnante… E per il medesimo organo diventiamo pazzi e deliranti, e paure e terrori ci assalgono… soffriamo tutte queste cose per il cervello quando non è sano… Sono dell’opinione che in questi modi il cervello eserciti il maggiore potere sull’uomo”.

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

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

Le neuroscienze nel XVIII secolo

In questo periodo si propose che il tessuto nervoso svolgesse una funzione glandolare. Sulla base della teoria di Galeno si stabilì che i nervi erano 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 invariato. Analogamente, l’invenzione delle macchine idrauliche contribuì a rafforzare la teoria ventricolare cerebrale. Questa teoria afferma che: “i liquidi espulsi dai ventricoli pompano nell’organismo, perciò i muscoli aumentano di volume durante il movimento”.

Correlativamente, René Descartes difese la teoria meccanicista della funzione cerebrale per spiegare il comportamento animale. Tuttavia, questa non spiegava la complessità del comportamento umano perché l’individuo possiede intelletto e anima donati da Dio. Cartesio credeva fermamente che il cervello controlli il comportamento umano in ciò che ha di animale e che le capacità speciali dell’uomo risiedano al di fuori, nella mente (“l’esprit”).

Sulla base di questa teoria nascono due linee di pensiero che oggi perdurano. Da un lato, la filosofia meccanicista che interpreta il corpo come una macchina e come tale deve essere analizzata incluso il cervello. E, dall’altro, la linea mente-corpo, che è 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 base della struttura cellulare del cervello. Sui neuroni, contribuì affermando che: “il sistema nervoso è formato da cellule indipendenti: i neuroni, che entrano in contatto tra loro in punti specifici”.

Inoltre, Ramón y Cajal creò una nuova teoria neuroanatomica e descrisse la struttura neuronale. Inoltre definì i meccanismi che le governano, lo sviluppo, la degenerazione e la generazione del sistema nervoso. Questi elementi costituiscono i fondamenti delle neuroscienze oggi.

Il perfezionamento delle neuroscienze sarebbe stato difficile senza l’avanzamento della neurofisiologia, scienza che emerse 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 diversi studi, tra cui quello condotto da Ross Harrison. Un embriologo che mediante colture tissutali corroborò la teoria e dimostrò che le prolunghe dei neuroni, le dendriti e gli assoni sono strutture continue del corpo neuronale e si sviluppano a partire da questo.

Scoperte più avanzate

Più avanti, durante il XIX secolo, gli scienziati Emil Dubois-Reymnd, Johannes Muller e Herrmann von Helmholtz svilupparono i fondamenti della elettrofisiologia. Inoltre, Helmholtz scoprì l’attività elettrica dei neuroni durante la trasmissione di informazioni tra cellule.

Sulla stessa linea di ricerca, il medico Charles Bell e il fisiologo Francois Magendie chiarirono la via 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 Ramon y Cajal sul contatto interneuronale, che chiamò sinapsi.

Alla fine del XIX secolo, la farmacologia cominciò a svilupparsi e acquistò maggiore interesse quando Claude Berenard, Paul Ehrlich e John Langley dimostrarono che i farmaci interagiscono con recettori cellulari specifici. 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 affette dal Morbo di Parkinson mostrava una bassa concentrazione di dopamina. In questo modo si stabilisce 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 circa la natura della mente e del comportamento umano.

Conclusione

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

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