Il nostro cervello potrebbe non essere una “tabula rasa” alla nascita. Secondo una ricerca dell’Università della California a Santa Cruz, esisterebbe una sorta di mappa preinstallata che ci aiuta a dare senso al mondo ancora prima di aprire gli occhi o sentire un suono.
Lo studio, guidato dal professor Tal Sharf, ha utilizzato gli organoidi cerebrali: minuscoli frammenti di tessuto cerebrale umano coltivati in laboratorio. Questi “mini-cervelli” hanno permesso ai ricercatori di osservare cosa accade nei circuiti neurali durante le primissime fasi dello sviluppo, quando non c’è ancora alcun contatto con l’ambiente esterno.
Gli scienziati hanno collegato gli organoidi a speciali chip dotati di microelettrodi per registrare l’attività elettrica dei neuroni. Quello che hanno scoperto è sorprendente: anche senza stimoli esterni, i neuroni si attivavano seguendo sequenze ordinate e ripetitive, come se seguissero un programma già scritto.
Alcuni neuroni si accendevano sempre per primi, altri seguivano in momenti precisi, creando una struttura portante attorno alla quale si organizzava l’intera attività cerebrale. Questa “spina dorsale” neuronale manteneva un ordine fisso, mentre altre cellule partecipavano in modo più flessibile, aggiungendo variazioni senza rompere il ritmo di base.
Per verificare che questi schemi non fossero solo una peculiarità degli organoidi, i ricercatori hanno analizzato anche la corteccia cerebrale di topolini appena nati, che non avevano ancora ricevuto input sensoriali significativi. Il risultato? Gli stessi pattern ordinati e ripetitivi osservati nei mini-cervelli umani.
Questa somiglianza tra tessuto umano cresciuto in laboratorio e cervelli animali reali suggerisce che l’organizzazione basata su sequenze sia una caratteristica comune a tutti i mammiferi, modellata dall’evoluzione per permetterci di costruire mappe mentali del tempo e dello spazio fin da subito.
Da tempo i neuroscienziati sanno che il cervello adulto lavora attraverso sequenze strutturate durante i movimenti, la memoria o il riposo. Alcuni studi sui roditori hanno persino mostrato che i neuroni dell’ippocampo possono “simulare” percorsi che l’animale percorrerà solo in seguito, come se provassero in anticipo esperienze future.
Il grande interrogativo era: queste capacità emergono grazie all’esperienza oppure sono innate? La ricerca di Sharf offre una risposta chiara: i circuiti neurali si auto-assemblano seguendo regole interne, senza bisogno di stimoli esterni. Come spiega lo stesso ricercatore, “queste cellule stanno chiaramente interagendo tra loro e formando circuiti che si organizzano da soli prima che possiamo sperimentare qualsiasi cosa dal mondo esterno”.
Questa scoperta non riguarda solo la comprensione del cervello sano. Gli organoidi possono essere creati dalle cellule staminali di pazienti con disturbi neurologici, permettendo ai ricercatori di confrontare come si sviluppano le sequenze neurali in condizioni diverse.
Se una malattia altera il modo in cui questi circuiti si formano, potrebbe essere possibile individuare problemi prima che compaiano i sintomi, aprendo la strada a interventi precoci per condizioni come la microcefalia o l’epilessia. Gli organoidi offrono infatti accesso a fasi dello sviluppo cerebrale umano altrimenti impossibili da studiare, rappresentando una finestra preziosa sui primi momenti della nostra vita neuronale.
