Argomento: neuroscienze

19 febbraio 2010 | Argomenti: neuroscienze

Con tutte quelle, tutte quelle bollicine…

È una calda giornata di luglio e state salendo a piedi verso la cima di una montagna. Avete sete e nello zaino sentite il peso leggero dell’acqua che vi disseterà in vetta. Ma appena aprite la bottiglia scoprite che non è frizzante come vi aspettavate e, anzi, sembra proprio sgasata. Eppure le bollicine di anidride carbonica non sono scomparse: come mai non sfrigolano sulla lingua? Torneremo sulle Alpi con la risposta a questa domanda fra un attimo, dopo aver compreso qualcosa sulla percezione dei gusti e in particolare del frizzante.

28 gennaio 2010 | Argomenti: comportamento animale, neuroscienze

Mosche da film

Volete vedere due mosche che si atteggiano a lottatori di Sumo?
Guardate questo video: 
 
 
Il video è soltanto un frammento di forse migliaia di ore di riprese di mosche che perlopiù ronzano e volano. Non molto eccitante, penserete. Eppure qualcosa di proprio curioso c’è: a segnalare che la lotta fra le mosche è un comportamento comune fra questi animali è stata una macchina e non una persona.
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20 gennaio 2010 | Argomenti: neuroscienze

Ricordi da cancellare, memorie da rinforzare

Finisce una storia d’amore e i ricordi bruciano. Un tempo bastava svuotare un cassetto per fare piazza pulita di ricordi ingombranti. Oggi, fra sms, email, video, facebook (la lista è lunga…), disinstallare un amore è un lavoro da specialisti (parole di Riccardo Staglianò, giornalista di Repubblica).
 
E se le tracce le distruggessimo alla radice, nella memoria cerebrale?
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27 novembre 2009 | Argomenti: neuroscienze

HM e la collezione di cervelli

Sono affezionata a HM. L’ho conosciuto attraverso la descrizione di Oliver Sacks nel libro «L’uomo che scambiò sua moglie per un cappello».

HM, Henry Gustav Molaison il suo nome, era malato fin da giovane di una epilessia grave che gli provocava frequenti attacchi, incontenibili con i farmaci dell’epoca. Nel 1953 un chirurgo lo operò, rimuovendogli una piccola parte del cervello nella speranza di curare la malattia. Sotto questo profilo l’operazione riuscì, ma HM perse, insieme agli attacchi, anche la capacità di creare nuovi ricordi.
 
HM è così diventato il paziente più studiato della psicologia cognitiva, una persona da cui tanti scienziati hanno imparato moltissimo sul funzionamento della memoria e del cervello in generale
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29 ottobre 2009 | Argomenti: corpo umano, evoluzione, medicina, neuroscienze

Viaggio in Italia

Eccomi di ritorno, dopo una lunga pausa.
 
In questi mesi di assenza dal blog ho fatto diverse cose.
 
Innanzitutto è uscito I vaccini dell’era globale, il libro che ho scritto insieme a Rino Rappuoli (di Rappuoli vi ho già parlato in questo post all’inizio dell’epidemia di influenza, ad aprile scorso).
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3 giugno 2009 | Argomenti: neuroscienze

Consigli per maturandi a caccia di indizi di memoria

Italiano, matematica, fisica, storia, filosofia, arte… Come ricordare tutto di tutte le materie? Dura la vita dello studente, specialmente se smemorato, quando si avvicina la maturità. 

Qualche idea per ricordare, da uno degli studi più recenti sulla memoria (ne ha parlato Science).
 
Siamo a Cambridge, in Gran Bretagna. La signora B. non è uno studente, ma una persona anziana con qualche problema di memoria. Da quando un’infezione le ha causato una lesione cerebrale, tutto ciò che le accade le rimane in testa per non più di 3-5 giorni. A meno che non legga e rilegga il diario che le hanno suggerito di tenere i medici riabilitatori, Narinder Kapur ed Emma Berry. Solo così i ricordi restano in vita per circa 2 settimane.
 
Da qualche tempo la signora B., oltre a tenere il diario, si aggira con un aggeggio elettronico appeso al collo. L’aggeggio, chiamato SenseCam e inventato da Lindsay Williams, ricercatore presso i centri di ricerca Microsoft di Dublino, scatta automaticamente qualche migliaio di foto ogni giorno, più di una al minuto, con un grandangolo che mima il campo visivo umano. Le riprese non sono scandite però soltanto dal tempo: la macchina scatta anche quando la signora B. passa da una camera all’altra o dall’interno all’esterno, oppure quando una persona le si avvicina (SenseCam sente le variazioni di luce dei diversi ambienti e con i raggi infrarossi percepisce il calore dei corpi umani).
 
Rivedere le foto scattate da SenseCam ha esteso la durata dei ricordi della signora B a qualche mese: un risultato straordinario rispetto alla sua performance di base. Forse è perché questo modo di riprendere la realtà corrisponde alla natura della memoria umana: frammentaria, formata in maniera perlopiù inconsapevole, a partire dalla propria prospettiva e in modo più che altro visivo.
 
In questo video potete farvi un’idea di che cosa esce dalla SenseCam:
 

 
Gli indizi visivi in effetti sono importanti per la memoria. Quando vengono a mancare possono creare qualche guaio anche ai più mnemo-dotati. Come Arthur Rubinstein, pianista fra i più celebri del Novecento, famoso per la sua prodigiosa memoria fotografica che gli permetteva di visualizzare a mente le pagine dello spartito che non aveva mai davanti agli occhi durante i concerti.
 
Nel 1975 Rubinstein è a New York per dare una delle sue ultime, straordinarie performance, con la New York Philarmonic Orchestra diretta da Daniel Barenboim. Durante le prove, la mattina prima del concerto, Rubinstein fa un piccolo errore. Una cosa da nulla, un micro-buco di memoria, che però lascia il grande pianista un po’ contrariato. Tanto che nel taxi (che lo sta accompagnando al ristorante insieme a Barenboim) chiede di fare una piccola sosta in un negozio di spartiti musicali. Purtroppo ha scordato i suoi spartiti a Parigi e vorrebbe controllare nella partitura il pezzo che ha suonato imperfettamente.
 
Pochi minuti più tardi esce dal negozio e risale nel taxi senza aver acquistato lo spartito. «Non avevano l’edizione che sono abituato a suonare, e io ho una tale memoria fotografica – mi ricordo perfino la pagina dove c’è una macchia di caffè – che o ho la mia edizione o un’altra non mi serve.»
 

 
Quali suggerimenti da queste storie per la memoria dei maturandi 2009?
 
Comprare SenseCam e scattare migliaia di foto? Non è ancora un’opzione. SenseCam è per ora soltanto un congegno sperimentale, nelle mani di sette centri di ricerca, fra cui quello di Cambridge; fra qualche anno sapremo se sarà un vero aiuto nel rinforzare la memoria.
 
Cose che invece si possono fare fin da ora:
 
  1. leggere e poi rileggere, rileggere, rileggere;
  2. arricchire il libro di sottolineature e altri indizi visivi;
  3. fissare nella mente la struttura delle pagine, le immagini e gli altri segni grafici;
  4. studiare sempre sullo stesso libro, in modo da ritovare continuamente le sottolineature e gli altri segnali visivi che aiutano a "fotografare" mentalmente le pagine;
  5. tenere vicino al libro una tazza di caffè, con una buona inclinazione alla macchia… (macchie però non troppo grandi, mi raccomando, altrimenti non si legge più nulla)!
Una piccola nota di memoria autobiografica: riflettendo su questo post mi viene, ecco che mi viene in mente l’aneddoto di Rubinstein. Prima di scrivere qualunque cosa controllo sempre: abitudine professionale, ma anche crescente  sfiducia nelle mie capacità mnemoniche (di recente ho scritto di un mio  falso ricordo). Così mi metto a cercare dove credo di aver letto l’aneddoto: in Musicofilia, il bellissimo libro di Oliver Sacks su musica e cervello. Dopo un’ora circa capisco che l’aneddoto non viene proprio da lì (anche se ci sarebbe stato gran bene). Non mi va però di farne a meno, così non mi arrendo e mi butto su "santo" Google. Non faccio a tempo a digitare “Rubinstein AND coffee”, che subito riemerge l’indizio perduto: è citato nella biografia di Rubinstein di Harvey Sachs. Ne parla Daniel Barenboim (ma certo! Come non averci pensato prima?). Bene, l’indizio è salvo, ne posso scrivere. In quale libro l’avrò mai trovato, però, dal momento che non ho letto la biografia di Rubinstein? Ho due libri di Barenboim che ho letto qualche anno fa: Paralleli e paradossi e La musica sveglia il tempo. Li sfoglio rapidamente, ma non ci trovo né una sottolineatura, né uno straccio di indice analitico e neppure la più piccola traccia di… macchia di CAFFÈ!

L’elegante top model dei biologi

Anche i biologi hanno un top model: è un tipo elegante, dai movimenti sinuosi e dalla pelle trasparente. Lungo 1 mm, il suo nome completo è Caenorhabditis elegans ed è un verme.

Sydney Brenner è fra i primi scienziati a studiarlo, a Cambridge negli anni Sessanta. Arrivato in Gran Bretagna dal Sudafrica, Brenner lo seleziona fra molti, nella ricerca di un animale pluricellulare che possa essere per la biologia animale un modello analogo a ciò che Escherichia coli, il batterio dell’intestino umano, ha rappresentato per la comprensione della biologia dei microrganismi.

La pelle trasparente del vermetto è la prima caratteristica che attira l’attenzione del ricercatore sudafricano: attraverso quella membrana sottile, traslucida, si intravedono tutte le cellule di questo piccolo nematode.

Le cellule dell’adulto sono 959: è forse l’unico animale di cui conosciamo il numero delle cellule in maniera così precisa (la stima per gli esseri umani adulti è ben più vaga: fra 10 e 100 trilioni di cellule). Durante lo sviluppo embrionale 131 cellule nascono e muoiono entro 30 minuti. Che senso ha la loro fugace apparizione? Di preciso non si sa, ma è verosimile che quelle cellule nascano per organizzare la forma che dovrà prendere il verme adulto e che muoiano, una volta concluso il loro compito, per lasciare il posto ad altre cellule con funzioni essenziali per l’animale maturo. Per autoannientarsi queste cellule usano il meccanismo della morte cellulare programmata, o apoptosi: un processo che utilizza anche il nostro sistema immunitario per uccidere le cellule infettate da un virus. I primi studi sull’apoptosi, compiuti proprio su C. elegans, regalano il premio Nobel a Brenner, John Sulston e Robert Horvitz.

C. elegans è anche l’unica specie di cui possediamo, oltre alla sequenza completa del genoma, anche il diagramma di tutte le connessioni nervose. Con soli 302 neuroni (un essere umano adulto ne possiede circa 100 miliardi), il più sofisticato dei nematodi si esibisce in comportamenti notevoli: si dirige verso sostanze chimiche che indicano la presenza del suo cibo preferito, i batteri; si allontana da ambienti in cui c’è troppo sale (rischierebbe di rinsecchire); sente le variazioni di temperatura; evita di farsi toccare.

Sono numerosi i geni del verme top model che si ritrovano anche nei mammiferi. L’evoluzione li ha conservati per qualche miliardo di anni. Capire che cosa fanno e a che cosa servono in questo verme, semplice da studiare, ma biologicamente complesso, può tornare utile anche alla comprensione della biologia umana.

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Per conoscere meglio Sydney Brenner guardate quest’intervista che il premio Nobel ha rilasciato alla televisione dell’Università della California a San Diego (oltre a dire cose interessantissime, lo fa con un accento molto divertente!)

E se non l’avete già fatto, potete leggere il post che ho scritto sui vermi di Darwin: erano anche loro dei fantastici nematodi!
 

6 aprile 2009 | Argomenti: neuroscienze

Falsi ricordi e memorie collettive

Il Ratto dal serraglio è la prima opera che ho visto da bambina, al Teatro alla Scala. Avevo sei anni ed ero da sola con il mio papà, in un palco di prim’ordine destro, vicino al proscenio. Eravamo talmente vicini al palcoscenico che ho ancora l’impressione come di toccare la pancia tonda del pascià, il turbante e le scarpe a punta. E ho ancora negli occhi la luce trasparente e magica delle scene, una luce che solo Giorgio Strehler era capace di creare.

Qualche anno fa mi è venuta l’idea di costruire una sorta di catalogo di tutte le opere che ho visto nella mia vita. Mi sono (per fortuna) fermata al primo ostacolo, quando ho cercato invano il Ratto dal serraglio nella stagione lirica 1974-’75. In effetti il Ratto dal serraglio è andato in scena alla Scala solo quattro volte: nel 1959 (non ero nata), nel 1972 (impossibile, avevo quattro anni), nel 1978 (ne avevo dieci) e nel 1992 (ero già grande). È chiaro che la mia «prima» è stata quella del ’78, a dieci anni e non a sei.
 
Inganni della memoria. Ne sa qualcosa Daniel Schacter, professore di psicologia ad Harvard, fra i massimi studiosi della formazione dei ricordi negli esseri umani e autore di Alla ricerca della memoria. Il cervello, la mente e il passato, un bel libro divulgativo (Einaudi, 2001) in cui spiega come la nostra mente costruisce di continuo falsi ricordi.

Il giornalista americano Charlie Rose ha intervistato Schacter sui tiri mancini della memoria, poco dopo l’uscita del suo libro:

Recuperare un evento passato nella memoria significa di fatto ricostruirlo in base a elementi che ci aiutano a farci un quadro più o meno fedele, ma mai davvero completo, di quel che è accaduto.
 
A volte la memoria è collettiva. Uno potrebbe pensare che quando l’esperienza è condivisa sia più facile ricordare ciò che è avvenuto effettivamente. Non è così. Lo dimostra uno studio pubblicato sulla rivista Cortex da tre ricercatori italiani, Stefania de Vito, Roberto Cubelli e Sergio Della Sala (delle Università di Edinburgo, Trento e Suor Orsola Benincasa di Napoli). I ricercatori hanno chiesto a 180 persone che cosa ricordavano dell’orologio della stazione di Bologna, fermo sulle 10,25.
 
 
Delle 180 persone intervistate – tutte frequentatrici abituali della stazione – soltanto sei (11%) hanno detto che l’orologio aveva funzionato fra il 1980 e il 1996; 160 (92%) hanno sostenuto che l’orologio era rimasto bloccato fin dall’agosto 1980 e 127 (79%), inclusi tutti i 21 lavoratori della stazione intervistati, hanno dichiarato di averlo sempre visto fisso sulle 10,25.
 
L’orologio, per chi non lo ricordasse, è quello che il 2 agosto 1980 si fermò sulle 10,25, l’ora dell’esplosione della bomba che uccise 85 persone e ne ferì oltre 200. L’immagine delle lancette bloccate su quell’ora tragica ha fatto il giro del mondo ed è diventata un simbolo della strage. In realtà l’orologio fu riparato e rimesso in funzione poco tempo dopo il disastro; sedici anni dopo, nel 1996, si ruppe di nuovo e allora la città decise di riposizionare le lancette sulle 10,25, a memento della strage.
 
Ben Goldacre, il giornalista inglese che il 4 aprile ha scritto di questo studio sul suo blog e sul Guardian, riporta un’indagine analoga, condotta in Inghilterra, sul ricordo dell’esplosione del bus londinese, a Tavistock Square, avvenuta il 7 luglio 2005. Il 40% dei 150 intervistati inglesi ha dichiarato di avere visto una ripresa televisiva a circuito chiuso dell’esplosione. Peccato che quella ripresa non sia mai esistita.
 
Da questi studi si conferma l’idea che la nostra memoria sia di fatto una ricostruzione di eventi. Un simbolo carico di emotività, come le lancette dell’orologio di Bologna, sembra essere una fonte di informazione capace di «sovrascrivere» a posteriori l’esperienza reale di ciascun individuo, trasformandola in una memoria collettiva distorta.
 
Per concludere con qualcosa di più lieve, perché la mia memoria ha modificato l’età della mia «prima» alla Scala? Forse è stato il bisogno di mostrare la precocità della mia melomania. O forse mi sono soltanto confusa con un Ernani (non proprio memorabile) che devo avere visto, forse proprio a sei anni, all’Opera di Parma. Chissà.
 
E voi avete falsi ricordi da raccontare?
24 marzo 2009 | Argomenti: comportamento animale, neuroscienze

«Tutto il raccolto è perduto. Non resta nulla»

La notizia che il comportamento gregario (e devastatore di raccolti) delle locuste è controllato da un aumento transitorio di serotonina nel sistema nervoso centrale, riportato da Giulia Bianconi su questo sito, mi ha intrigato e non ho potuto trattenermi dall’approfondire. I lettori vorranno perdonare l’insistenza su questi insetti un po’ ripugnanti, ma restano tante cose interessanti da dire.

Innanzitutto trovo davvero curioso che le locuste passino gran parte del tempo (a volte tutta la vita) a DETESTARE i propri simili, per poi cambiare radicalmente atteggiamento quando la sovrappopolazione fa scattare in loro il comportamento gregario. Allora nel giro di poche ore la repulsione più profonda cede il passo a un’irresistibile ATTRAZIONE RECIPROCA. Ci si cambia d’abito (basta col verde, meglio il marrone maculato), si mangia a più non posso e ci si riproduce come matti.
 
Oltre all’odio-amore a fasi alterne, mi hanno colpito molto gli esperimenti ingegnosi con cui i cinque scienziati hanno dimostrato (fra Oxford, Cambridge e Sydney) che l’incremento di serotonina è una condizione sia necessaria che sufficiente a provocare la trasformazione.
 
Se le locuste non producono serotonina possono comunque diventare gregarie quando ricevono uno stimolo da altri individui? Per rispondere a questa domanda i ricercatori hanno ammucchiato un buon numero di locuste in uno spazio ristretto, quindi hanno iniettato a un sottogruppo un antagonista della serotonina che ha bloccato l’azione del neurotrasmettitore. Nelle locuste in cui la serotonina non ha agito, gli insetti sono rimasti con le «stigmate» della solitudine (nessun cambio di colore, nessuna voracità, nessuna riproduzione vigorosa), nonostante la prossimità delle altre locuste. La serotonina è dunque un elemento necessario a indurre il cambiamento.
 
Una locusta può assumere l’aspetto di una gregaria, anche se non è stimolata da altre, se le si somministra serotonina in maniera artificiale? Gli insetti cui i ricercatori hanno applicato serotonina sui gangli toracici (la parte del sistema nervoso più coinvolta dalla stimolazione) si sono trasformati in locuste gregarie anche in assenza di altri insetti. La serotonina è un fattore sufficiente a indurre il cambiamento.
 
Perché si sono concentrati proprio sulla serotonina? Da tempo si sa che la serotonina e altri neurostrasmettitori sono implicati in variazioni del comportamento in diversi animali (in grilli, ratti e crostacei, per citarne solo alcuni) collegati a interazioni sociali come l’aggressione o il corteggiamento. Però nella finestra temporale delle 2-4 ore in cui le locuste si trasformano, la serotonina è l’unica molecola di cui si nota un incremento di concentrazione. Quindi era un buon candidato da analizzare.
 
In generale mi piacciono molto gli studi, come questo, che spiegano un comportamento complesso a partire da un meccanismo molecolare semplice. In questo caso un processo neurochimico prodotto dall’interazione fra le locuste determina un cambiamento su larga scala nella struttura della popolazione e l’avvio di una migrazione di massa.
 
Proprio bravi questi ricercatori, le loro locuste si sono meritate addirittura la copertina di Science:
 
 
Se arrivati a questo punto gli sciami di cavallette vi sembrano interessanti, oltre che ripugnanti, potete ascoltare un’intervista a Stephen Rogers, uno degli autori del lavoro su Science, su questo Podcast:

http://www.sciencemag.org/content/vol323/issue5914/images/data/627/DC2/627.mp3

E se dopo tutto volete anche sapere a che cosa assomigli davvero incontrare uno sciame di cavallette, leggete Una modica invasione di locuste, il bel racconto di Doris Lessing, pubblicato nella raccolta I racconti africani (Feltrinelli, 2001). A questo link un’anteprima di Google libri; per i più temerari l’originale inglese, accessibile integralmente sul sito del New Yorker (il titolo di questo post l’ho preso in prestito dal racconto).
 
Per chi non avesse ambizioni letterarie, questo spezzone di un video di «National Geographic» rende l’idea di che cosa significhi uno sciame di locuste in movimento e spiega anche come la trasformazione avviene in natura: