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Come si sincronizzano gli impulsi nervosi.

Negli ultimi anni i neurobiologi hanno concentrato le loro attenzioni, oltre che sulle cellule nervose o neuroni, anche sulla mielina e sulla relazione tra i neuroni e le cellule mieliniche. Questo ci ha permesso di raggiungere importanti traguardi, sia nel favorire ulteriormente la comprensione di come si sviluppa e si organizza il cervello umano, sia sulla genesi delle nostre abilità mentali. Per chi si è avvicinato da poco a questo argomento voglio solo ricordare che, con il termine mielina solitamente si intende quello strato lipidico che avvolge i prolungamenti dei neuroni (specie assone) consentendo, in tal modo, all’ impulso nervoso di essere più veloce. Ovviamente, questo strato lipidico è fatto di cellule (cellule gliali o mieliniche). Pertanto, la mielina è formata da strati di membrana cellulare avvolta intorno agli assoni come il nastro isolante elettrico. Come piovre, nel nostro Sistema Nervoso, le cellule gliali afferrano ed avvolgono in segmenti gli assoni. Lo spazio minuscolo tra due segmenti di mielina è quello dove si concentrano i canali ionici che produrranno gli impulsi elettrici. Questi spazi vengono chiamati nodi di Ranvier.

 Come accennato all’inizio, di recente queste cellule gliali, specie gli astrociti e gli oligodendrociti, sono state molto studiate. Grazie a questi studi si è visto che la velocità di trasmissione del segnale nervoso aumenta a mano a mano che il neurone genera attività elettrica. Infatti, inibendo l’attività elettrica dei neuroni si inibisce anche il processo di mielinizzazione, mentre stimolando l’attività elettrica del neurone si attiva il suo processo di mielinizzazione.

 Un’altra osservazione degna di nota è che ogni neurone ha un suo profilo di mielinizzazione. Ora, siccome le zone senza mielina, come sappiamo da anni, rallentano la conduzione del segnale nervoso, possiamo affermare che questi differenti profili di mielinizzazione permettono di regolare la velocità di conduzione in modo tale che i segnali elettrici provenienti da aree cerebrali differenti possano arrivare in contemporanea  sul loro bersaglio (sincronizzazione dei segnali). Pertanto, i neurobiologi hanno cominciato a concordare sul fatto che la regolazione della lunghezza o taglia dei nodi di Ranvier deve svolgere un ruolo importantissimo nella capacità di controllare la velocità di conduzione dell’impulso nervoso nei circuiti neuronali.

Da decenni sappiamo che il processo di sincronizzazione tra differenti impulsi nervosi svolge un ruolo fondamentale per l’apprendimento delle nostre abilità. Basta pensare che fin dal 1949, dopo la presentazione della legge di Hebb, i neuroscienziati hanno sostenuto la regola dell’apprendimento per associazione. Infatti, Hebb aveva proposto che quando due neuroni sono eccitati insieme, mandando “simultaneamente” degli impulsi elettrici, le connessioni o sinapsi si rinforzavano. Da allora sempre più studi hanno dimostrato che “alcuni neuroni eccitati allo stesso momento si connettono gli uni agli altri”. Allo stesso tempo, grazie a numerosi studi di laboratorio, si è potuto verificare che quando si crea un ricordo coerente si verificano cambiamenti in tutto il cervello, ovvero, le attività di milioni di neuroni, localizzati in numerose regioni differenti del cervello, per produrre un ricordo che mischia emozioni, suoni, odori, immagini, sequenze di avvenimenti e quant’altro devono connettersi. Pertanto, appare abbastanza ovvio che i neurobiologi in quest’epoca stiano cercando di comprendere in quale modo la velocità di trasmissione degli impulsi nervosi sia regolata in maniera che un impulso arrivi esattamente in quel preciso momento. Appare ovvio che i segnali nervosi di due assoni che convergono su un terzo neurone arriveranno insieme solo se il tempo di percorrenza dell’impulso viene regolato per compensare le differenze di lunghezza dei due o più assoni. Ebbene, la mielina svolge un ruolo primario nel favorire questa sincronizzazione tra impulsi nervosi. Numerosi studi, infatti, stanno dimostrando che la mielina favorisce l’apprendimento poichè fa in modo che i differenti potenziali d’azione che viaggiano lungo gli assoni arrivino allo stesso tempo sui neuroni della corteccia motoria, accelerando quello che viaggia più lentamente e rallentando quello che viaggia velocemente. Fino a qualche mese fà si pensava che questa funzione della mielina fosse in relazione alla proprietà biologica di queste cellule di assorbire o liberare neurotrasmettitori in prossimità dello spazio sinaptico. Ora sappiamo che anche un altro fattore facilita questo importante ruolo della mielina. Infatti, si è visto che queste cellule possono esercitare un “taglio e cuci” regolando la lunghezza del nodo di Ranvier e, in ultima analisi, della velocità dell’impulso nervoso. Degno di nota è il fatto che le cellule gliali (astrociti) utilizzano la trombina per svolgere questa importante funzione (sincronizzazione) che stà alla base del nostro apprendimento. La trombina, a sua volta, in parte è prodotta dai neuroni, in parte penetra nel cervello a partire dal sistema vascolare, attraverso la barriera emato-encefalica. Gli astrociti, liberando un inibitore della trombina, controllano il taglio dei fili che collegano la mielina all’assone, denudando l’assone ed aumentando la velocità di trasmissione dell’impulso, o viceversa.

Ancora una volta possiamo comprendere che non possiamo prenderci cura di bambini con disordine del neurosviluppo (apprendimenti atipici) senza conoscere la neurobiologia e, contemporaneamente, senza farci carico dello stato di salute del corpo di quel bambino.

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