Il cervello umano è un miracolo: definirlo "un organo", sebbene corretto in termini biologici, non basta a renderne la complessità. È insieme materia e mistero: una massa di cellule nervose, impulsi chimici ed elettrici, che però genera pensieri, emozioni, memoria, immaginazione, coscienza, riflessioni. L'unità costitutiva del cervello è il neurone: cellula altamente specializzata nel raccogliere, elaborare e trasferire informazioni sottoforma di impulsi nervosi. Il neurone è formato da un corpo cellulare da cui si diramano vari filamenti, i "dendriti", e un ramo più grosso, "l'assone". I primi ricevono i segnali in arrivo, il secondo conduce i messaggi in uscita. I neuroni sono in comunicazione tra di loro tramite le "sinapsi": non connessioni fisiche, perché tra due neuroni si interpone sempre una microscopica fessura, nella quale il neurone rilascia delle sostanze chimiche, i "neurotrasmettitori", che veicolano il suo messaggio all'altro neurone interagendo con specifici recettori, che trasformano il messaggio chimico in impulso elettrico (trasduzione). L'impulso elettrico nel cervello procede a balzi, in quanto l'assone è ricoperto da un materiale isolante chiamato "guaina mielinica", che però lascia scoperti alcuni punti: i nodi di Ranvier, sui quali l'impulso "salta", raggiungendo i 400 km/h. Il cervello umano contiene circa 86 miliardi di neuroni e un numero incalcolabile di connessioni, dato che ogni neurone sviluppa in media 20 mila sinapsi con le cellule vicine. Oltre ai neuroni, il cervello è costituito da un numero simile (forse leggermente inferiore) di cellule gliali, che supportano e proteggono i neuroni con funzioni strutturali, stabilizzanti, energetiche e immunitarie. Alcune di queste cellule gliali, gli astrociti, circondano intimamente le sinapsi, forse rivestendo un ruolo attivo nella neurotrasmissione. La Neurogenesi, ossia la formazione di nuovi neuroni a partire dalle cellule staminali, si sviluppa nei nove mesi di gravidanza: durante la vita fetale, l'organismo produce circa 250 mila neuroni al minuto. Ma 15-30 giorni prima della nascita, la produzione si blocca e per il cervello comincia una seconda fase che durerà per tutta la vita: la creazione di connessioni tra le cellule. Alla nascita, abbiamo lo stesso numero di neuroni che conserveremo tutta la vita: quello che aumenta progressivamente sono le nuove connessioni. Solo nelle prime settimane di vita nel cervello di un neonato si formano miliardi di nuove connessioni a velocità esplosiva, per gestire il "bombardamento" sensoriale a cui si è esposti fuori dal grembo materno, elaborando e integrando questa enorme mole di informazioni. Dopo questa impennata di connettività, il cervello del neonato subisce gradualmente una riorganizzazione, per eliminare le connessioni inefficienti e rafforzare quelle più utili. Questo processo, continuerà tutta la vita. Nel cervello non esiste una specifica area che si occupa solo di una capacità, ma ogni funzione è sottesa da un "network" complesso organizzato in zone comunicanti tra loro (connettoma).
All'interno del cervello, si verificano i processi cognitivi ed emotivi che caratterizzano la mente umana.
La COGNIZIONE è l'insieme dei processi mentali che ci permettono di ricevere, percepire, registrare, selezionare, memorizzare, elaborare, manipolare, usare, recuperare gli stimoli e le informazioni dall'ambiente, in modo da capire e relazionarci con il mondo che ci circonda ed eseguire dei compiti per risolvere problemi, prendere decisioni e svolgere attività.
Le funzioni cognitive comprendono: • PERCEZIONE: capacità di trasformare le informazioni acquisite dall'ambiente attraverso gli organi di senso in forme dotate di significato. • RICONOSCIMENTO: capacità di inserire un dato sensoriale in una categoria nota. • ATTENZIONE: capacità di filtrare ed elaborare tra tutti gli stimoli, le informazioni e gli input che arrivano al cervello, sia esterni (odori, suoni, immagini) che interni (pensieri, emozioni), solo quelli che sono considerati significativi e utili a essere rappresentati nella mente. • MEMORIA: funzione che consente la codifica, la conservazione/archiviazione e il richiamo/recupero di informazioni. La memoria richiede la sincronizzazione di diverse aree cerebrali, esempio ippocampo e corteccia prefrontale. • LINGUAGGIO: sistema di comunicazione simbolica composto di una fase interna (RICEZIONE) che è la capacità di tradurre i suoni o le scritte in parole (la comprensione) e una esterna (ESPRESSIONE) che è l'abilità di generare prodotti verbali o scritti. • FUNZIONI VISO-PERCETTIVE e VISO-SPAZIALI: le prime ci permettono di riconoscere, interpretare e discriminare ciò che vediamo nell'ambiente, le seconde di analizzare, valutare, comprendere e gestire lo spazio in cui viviamo. • ABILITÀ MOTORIE e PRASSICHE: capacità di muovere i muscoli e il corpo in modo finalizzato a uno scopo preciso. • FUNZIONI ESECUTIVE: sono processi cognitivi superiori che supervisionano, dirigono e controllano tutte le altre funzioni cerebrali per consentire la regolazione e la gestione di pensieri e comportamenti. Comprendono una serie di processi e abilità, tra cui: motivazione, intenzione, organizzazione, capacità di ordinare in sequenza, astrazione, controllo delle emozioni e degli impulsi, autoregolazione, manipolazione delle informazioni, formulazione di obiettivi, focalizzazione e risoluzione di problemi, pianificazione di tappe e strategie, programmazione, organizzazione, verifica, monitoraggio di quanto si sta facendo (self-monitoring), flessibilità, decisione e scelta delle azioni da intraprendere (decision-making), correzioni degli errori. • APPRENDIMENTO: deriva dai cambiamenti che si producono nelle reti neuronali in risposta a stimoli esterni. Quando un impulso è condotto un gran numero di volte attraverso la medesima sequenza di sinapsi, questo percorso diventa "facilitato" e trasmette i segnali più velocemente. Lo sviluppo dell'apprendimento nei bambini in età prescolare è predittivo del successivo rendimento scolastico. • Le EMOZIONI sono un processo mentale complesso di risposta a stimoli esterni o interni che arrivano alla mente, finalizzato a regolare e adattare i comportamenti all'ambiente, sviluppare comunicazione e relazione tra esseri umani, creare un contesto sociale. Le emozioni sono articolate in più componenti: • gli antecedenti delle emozioni: sono gli eventi, esterni o interni, che le scatenano (sensazioni, percezioni, ricordi, pensieri, immagini mentali); • la valutazione cognitiva (presa di coscienza) dell'antecedente che le ha stimolate ("emotigeno"); • l'attivazione fisiologica dell'organismo (variazioni nella frequenza cardiaca e respiratoria, sudorazione, pallore, rossore, tensione o rilasciamento muscolare, modificazioni della salivazione, vertigini, disturbi della vista, sensazioni gastro-intestinali come crampi, nausea, vomito); • espressioni verbali (esclamazioni, esternazioni) e non verbali (espressioni facciali, postura, gesti) di risposta; • cambiamenti di comportamento in reazione all'emozione (es. pianto, riso, blocco motorio, fuga, azioni e comportamenti).
Il "Sistema Limbico" è considerato il nostro "Cervello emotivo". Situato nella parte più profonda e antica del cervello, raccoglie ed elabora gli input esterni e interni al fine di costruire una rappresentazione della situazione emotiva ed organizzare risposte efficaci. Ne fanno parte: Amigdala: nucleo sottocorticale del lobo temporale mediale che riceve informazioni dalla periferia e innesca le reazioni vegetative e ormonali correlate alle emozioni; Ippocampo: sede di elaborazione cognitiva delle emozioni; Insula: sede del senso del sé e delle dipendenze; Ipotalamo: controlla le funzioni del sistema nervoso autonomo e l'attività endocrina e regola, grazie agli ormoni, funzioni quali temperatura corporea, metabolismo, istinto sessuale, rabbia, circuiti della ricompensa; Corpo striato: sede dell'innamoramento, implicato nel "rewarding" (riconoscimento dei comportamenti che ci piacciono e che tendiamo a ripetere) e nella "salienza" (meccanismo con cui focalizziamo la nostra attenzione su qualcosa). Il Sistema Limbico è in stretta connessione con la Corteccia prefrontale, dove avviene la presa di coscienza, l'elaborazione e la modulazione delle emozioni e vengono selezionati i comportamenti relativi, sono pianificate le decisioni assennate, la condotta sociale, l'autoregolazione, le azioni mirate verso gli obiettivi e il fenomeno dell'estinzione (decondizionamento della risposta emotiva a uno stimolo se non interessa più). In adolescenza, è caratteristico lo squilibrio tra area limbica, che comincia ad attivarsi all'inizio della pubertà, stimolato dall'innesco dalle modificazioni ormonali, e corteccia prefrontale, che arriva alla piena funzionalità circa dieci anni più tardi: da questo sbilanciamento deriva la maggior labilità emotiva a questa età.
Il "linguaggio" che permette la comunicazione dei neuroni all'interno del cervello sono i neurotrasmettitori: • Dopamina (desiderio/dipendenza es. di cibo, nicotina, droga, sesso; sistema della ricompensa; sensazioni di piacere, euforia; aumento di attenzione; memoria e apprendimento; motivazione); • Serotonina (benessere, buonumore, felicità, soddisfazione, controllo dell'ansia, moderazione degli impulsi, riduzione dell'aggressività, socialità, diminuzione della percezione del dolore, controllo della risposta allo stress, regolazione del sonno, appetito, funzione cognitiva); • Noradrenalina (eccitazione, aumento del livello dell'umore, potenziamento delle risposte fisiche e mentali); • Acetilcolina (memoria e apprendimento, movimento muscolare); • GABA (calma, rilassamento, mitigazione dell'aggressività); • Glutammato (eccitazione); • Ossitocina (legami sociali, fiducia, euforia, affetto, innamoramento, idealizzazione, sesso, parto, allattamento, regolazione delle risposte allo stress, riduzione di ansia e depressione); • Endorfine: peptidi prodotti naturalmente dal cervello (oppioidi endogeni) responsabili di benessere, analgesia, piacere ed euforia, diminuzione dello stress e dell'ansia, aumento del legame sociale, "runner's high" (sensazione di benessere dopo attività fisica) • Endocannabinoidi: lipidi endogeni prodotti nel tessuto nervoso e negli organi perifericie e responsabili di analgesia, miglioramento di memoria e umore, fame.
