Il cervello: anatomia, cellule e chimica

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Il cervello a colpo d’occhio

Circa 86 miliardi di neuroni

Un conteggio accurato del cervello umano adulto ha trovato circa 86 miliardi di neuroni e un numero simile di cellule non neuronali (Azevedo et al., 2009). Un cervello adulto pesa circa 1,3-1,4 kg.

Un organo affamato

Il cervello rappresenta circa il 2% del peso corporeo ma usa circa il 20% dell’energia del corpo (Raichle & Gusnard, 2002). Per il suo buon funzionamento contano un rifornimento costante di energia, ossigeno, flusso sanguigno e sonno.

Né “cervello sinistro” né “cervello destro”

Alcune funzioni sono più legate a un lato del cervello. Il linguaggio, per esempio, è più spesso a sinistra, mentre le reti dell’attenzione sono più a destra. Ma uno studio su oltre 1.000 scansioni cerebrali di bambini e giovani adulti non ha trovato alcun segno che le persone abbiano, nel complesso, una rete più forte a sinistra o a destra (Nielsen et al., 2013).

Sempre al lavoro insieme

Nessuna area del cervello agisce da sola. Pensieri, sentimenti e azioni nascono da reti di regioni che comunicano tra loro di continuo.

Le strutture principali

Cervello (telencefalo)

È la parte più grande del cervello, divisa in due emisferi uniti da una spessa banda di fibre (il corpo calloso). È all’origine del pensiero cosciente e conserva i ricordi. Ogni emisfero controlla soprattutto il lato opposto del corpo (NINDS).

Corteccia cerebrale

Lo strato esterno del telencefalo, sottile e ripiegato, dove avviene la maggior parte dell’elaborazione delle informazioni. Le sue pieghe permettono a una grande superficie di stare dentro il cranio.

Cervelletto

Si trova nella parte posteriore e inferiore del cervello. Coordina il movimento, compresi i movimenti appresi come suonare il pianoforte. Le ricerche mostrano che partecipa anche al pensiero e alle emozioni, con le prove più solide per la pianificazione, il linguaggio e le abilità spaziali (Schmahmann, 2019; Van Overwalle et al., 2020).

Tronco encefalico

Collega il cervello al midollo spinale e controlla funzioni vitali come il respiro e il battito cardiaco. La sua parte superiore, il mesencefalo, aiuta a gestire alcuni riflessi e i movimenti degli occhi (NINDS).

Sostanza grigia e sostanza bianca

La sostanza grigia è costituita soprattutto dai corpi cellulari dei neuroni, dove le informazioni vengono elaborate. La sostanza bianca è costituita da lunghe fibre nervose avvolte in un rivestimento grasso chiamato mielina, che trasportano i segnali tra le regioni.

Strati protettivi

Il cervello è protetto dal cranio, avvolto da tre membrane chiamate meningi e ammortizzato dal liquido cerebrospinale che lo circonda e riempie gli spazi al suo interno.

I quattro lobi

Ogni metà della corteccia è divisa in quattro lobi. Queste descrizioni seguono quelle del National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) degli Stati Uniti:

Lobo frontale

Pianificazione, immaginazione del futuro, ragionamento e capacità di tenere a mente le idee per un breve tempo. La corteccia motoria, sul suo margine posteriore, pianifica ed esegue i movimenti volontari. La parte anteriore, la corteccia prefrontale, è strettamente coinvolta nelle decisioni, nell’attenzione e nella gestione di impulsi ed emozioni.

Lobo parietale

Riceve e integra le sensazioni del corpo come tatto, temperatura e movimento attraverso la corteccia somatosensoriale. Sostiene anche abilità come la lettura e il calcolo.

Lobo occipitale

Elabora le informazioni visive. Un danno in quest’area può causare perdita della vista anche quando gli occhi sono sani.

Lobo temporale

Elabora l’udito, aiuta a formare e richiamare i ricordi e riunisce gusto, suono, vista e tatto.

I “centri” classici, come l’area di Broca per la parola e l’area di Wernicke per la comprensione del linguaggio, vanno intesi come parti importanti di reti linguistiche più ampie, più che come interruttori a sé stanti.

Il cervello interno: emozioni, memoria e stress

Talamo

Una stazione di smistamento che fa passare le informazioni tra il corpo e il cervello (telencefalo).

Ipotalamo

Aiuta a regolare la veglia, l’attivazione e gli stati emotivi. Controlla anche l’ipofisi, che collega il cervello ai sistemi ormonali e di risposta allo stress del corpo.

Ippocampo

Aiuta a trasferire i ricordi nella memoria a lungo termine e a richiamarli. È coinvolto nell’apprendimento e nel ricordare i luoghi.

Amigdala

Aiuta a rilevare e a rispondere a ciò che per te è importante, in particolare le possibili minacce. Oggi i ricercatori la vedono come qualcosa di più di un “pulsante della paura”. Risponde a molti tipi di eventi importanti, e la sensazione cosciente di paura coinvolge reti cerebrali più ampie.

Gangli della base

Avviano e integrano il movimento. Insieme alla dopamina, sono coinvolti anche nelle abitudini, nella motivazione e nella ricompensa.

Corteccia prefrontale

Lavora insieme a queste aree più profonde per valutare le situazioni e regolare le emozioni. Lo stress cronico e il sonno di cattiva qualità possono rendere più difficile questa regolazione dall’alto verso il basso, ed è uno dei motivi per cui lo stress dà la sensazione di “perdere il controllo”.

Le cellule del cervello

Neuroni

Le principali cellule di segnalazione del cervello. Ognuna ha un corpo cellulare, dendriti ramificati che ricevono i segnali e un lungo assone che li invia. Molti assoni sono avvolti nella mielina, un isolante grasso che aiuta i segnali a viaggiare più velocemente e più lontano.

Cellule gliali

Cellule di supporto che circondano i neuroni. Alcune producono la mielina, altre forniscono nutrienti e regolano l’ambiente chimico del cervello, altre ancora fanno da cellule immunitarie. La vecchia idea che le cellule gliali superino i neuroni di dieci a uno è stata rivista: le stime attuali parlano di circa una cellula gliale per ogni neurone (von Bartheld et al., 2016).

Sinapsi

Una sinapsi è il minuscolo spazio in cui un neurone passa un segnale a un’altra cellula. Il neurone che invia rilascia messaggeri chimici nello spazio, e questi si legano ai recettori della cellula che riceve, che può così essere eccitata o calmata (NINDS).

La barriera ematoencefalica

I vasi sanguigni del cervello formano un rivestimento strettamente controllato che decide quali sostanze possono entrare nel tessuto cerebrale. Protegge il cervello ed è uno dei motivi per cui molte sostanze prodotte altrove nel corpo, compresa la serotonina prodotta nell’intestino, non passano semplicemente nel cervello (Profaci et al., 2020; Layunta et al., 2021).

Le sostanze chimiche del cervello

I neuroni comunicano tra loro soprattutto rilasciando messaggeri chimici chiamati neurotrasmettitori. Anche gli ormoni, che viaggiano attraverso il sangue, influenzano il cervello. Sostanze diverse hanno compiti diversi, ma la maggior parte agisce in molte zone e svolge più di una funzione.

Glutammato

Il principale messaggero eccitatorio: accelera la trasmissione dei segnali ed è centrale per l’apprendimento e la memoria. Un eccesso può danneggiare i neuroni (NINDS).

GABA

Il principale messaggero inibitorio: rallenta la trasmissione dei segnali e aiuta a mantenere in equilibrio l’attività del cervello. Molti farmaci calmanti agiscono sui sistemi del GABA.

Dopamina

Coinvolta nel movimento, nella motivazione e nell’apprendimento basato sulle ricompense. La perdita di cellule che producono dopamina causa i problemi di movimento della malattia di Parkinson (NINDS).

Serotonina

Coinvolta nell’umore, nel sonno, nell’appetito e nella temperatura corporea. La maggior parte della serotonina del corpo viene prodotta nell’intestino, dove aiuta la digestione (Layunta et al., 2021). Vedi la nostra pagina Cibo e cervello.

Noradrenalina

Aumenta la vigilanza e l’attenzione e fa parte della risposta del corpo allo stress.

Acetilcolina

Controlla la contrazione dei muscoli e sostiene l’attenzione, l’apprendimento e la memoria. La perdita di cellule che producono acetilcolina è collegata alla malattia di Alzheimer (NINDS).

Endorfine

Gli antidolorifici naturali del corpo, rilasciati in risposta al dolore e allo stress e durante l’esercizio fisico intenso. Meno certo è se altre attività piacevoli, come ridere, li rilascino.

Ormoni dello stress

Il cortisolo e l’adrenalina sono più che altro ormoni, non neurotrasmettitori del cervello, ma hanno un forte effetto sul cervello. Brevi picchi ti aiutano a rispondere a una sfida; livelli alti e prolungati possono influire su umore, memoria e sonno.

Il cervello cambia

Il cervello non è fisso. Le connessioni tra i neuroni si rafforzano con l’uso e si indeboliscono senza, ed è così che impariamo, costruiamo abitudini e ci riprendiamo da alcune lesioni. Questa capacità di cambiare si chiama neuroplasticità. Esperienze, relazioni, movimento, sonno, alimentazione e terapia possono tutti influenzarla. Resta ancora oggetto di dibattito tra gli scienziati se negli adulti si formino nell’ippocampo nuovi neuroni in numero significativo.

Perché conta per la salute mentale

Capire il cervello può rendere le emozioni e le reazioni meno misteriose e meno personali. Un cuore che batte forte, una risposta di congelamento o una mente annebbiata hanno una spiegazione biologica. Non significa che ci sia qualcosa che non va in te. Per continuare a esplorare, vedi Cibo e cervello per il legame tra intestino e cervello, la nostra Guida ai tipi di terapia più comuni e Come scegliere un terapeuta. Se stai attraversando un momento difficile, un professionista abilitato può aiutarti. Se sei in crisi, chiedi aiuto: Telefono Amico Italia (02 2327 2327, anche su WhatsApp al 324 011 7252, la sera dalle 18 alle 21) oppure, in caso di pericolo immediato, il 112.