Come possiamo definire la neurogenesi?
Con il termine neurogenesi si fa riferimento al processo mediante il quale da cellule immature sono generati nuovi neuroni. Durante lo sviluppo, possiamo definire il processo di neurogenesi dello sviluppo, dove le cellule nervose e gliali andranno a formare i tessuti del sistema nervoso centrale. Tuttavia alcuni recenti studi mostrano che un processo di neurogenesi avviene anche nell’età adulta e questo è legato alla plasticità funzionale di determinate aree cerebrali. Quindi, anche se con gli anni, gli incidenti e le cattive abitudini (alcool, tabacco) il cervello cambia, le cellule sono in grado di rigenerarsi. Alcuni studi di Joseph Altman e di Fred H. Gage hanno messo in risalto che nel cervello adulto dei mammiferi, al livello della zona sub granulare del giro dentato dell’ippocampo e della zona subventricolare dei ventricoli laterali ci sono delle cellule staminali neuronali, capaci di auto rinnovamento e multi potenti cioè capaci di trasformarsi in cellule di vari organi o tessuti.
Le cellule staminali sono delle cellule definite come primitive e non sono specializzate quindi hanno la capacità di trasformarsi in altri tipi di cellule del corpo attraverso il differenziamento cellulare. Quando ci ammaliamo o ci facciamo male, le nostre cellule possono venire danneggiate o morire. Quando ciò accade, le cellule staminali si attivano, riparando i nostri tessuti lesionati e in questo modo ci mantengono sani. Queste sono, ad oggi, oggetto di studio perché possono essere utilizzate anche per curare alcune malattie. Queste in generale possono essere prese dai tessuti adiposi, dalla polpa dentale, dal sangue e dal midollo osseo. Tuttavia, sono studiate anche per i processi di neuro plasticità ovvero la capacità dei neuroni di rigenerarsi sia al livello anatomico che funzionale e formare nuove connessioni sinaptiche. Dunque, questo potenziale di adattamento del sistema nervoso permette al cervello di ristabilirsi da disturbi e lesioni e può ridurre gli effetti di alterazioni strutturali prodotte da patologie come il morbo di Alzheimer e l’ADHD.
Alcuni interessanti studi dimostrano che…
Alcuni interessanti studi ad opera di Fernando Nottebhom degli anni ’80 evidenziavano che la neuro genesi avveniva non solo nel cervello dei mammiferi, ma anche nel cervello dei canarini e questo processo era importante per il canto ed era più evidente negli uccelli in libertà piuttosto che negli uccelli in cattività. Negli anni successivi alcuni studi si concentrarono sui topi e sulle scimmie da laboratorio ed evidenziarono che la neurogenesi avveniva anche per questi animali in età adulta in particolare nella regione dell’ippocampo (Shors, 2008). Anche degli studi guidati da Jonas Frisen del Karolinska Institute di Stoccolma hanno dimostrato che ogni giorno in un umano adulto si formano mediamente circa 700 nuovi neuroni nella regione ippocampale, con un ricambio annuale di circa l’1,75% dei neuroni dell’area, e tale produzione di neurogenesi declina solo lievemente con gli anni. Questo vuol dire che nel corso di una vita di un uomo circa 1/3 dei suoi neuroni ippocampali vengono rinnovati.
L’ippocampo è una struttura situata nella parte interna del lobo temporale. Questa struttura ha un ruolo fondamentale per quanto riguarda la formazione delle memorie esplicite cioè nella memoria dichiarativa e semantica. Le persone che presentano danni o lesioni al livello dell’ippocampo possono mostrare amnesia cioè incapacità di formare o mantenere nuovi ricordi. Inoltre anche in alcune malattie come nell’Alzheimer questa struttura risulta danneggiata infatti possono essere presenti sintomi come deficit di memoria e disorientamento. Inoltre l’ippocampo svolge un ruolo importante nella memoria a lungo termine e nell’orientamento spaziale. È coinvolto precisamente nell’apprendimento esplicito, cioè quello rapido e verbalizzabile. Storicamente, i primi studi riguardo l’ippocampo e la formazione di memoria sono stati descritti da Brenda Milner che ha riferito cosa fosse successo ad H. M., paziente epilettico che subì un ablazione del lobo temporale mediale per alleviare i suoi attacchi. H. M. ebbe un amnesia severa ed era incapace di formare le nuove memorie degli eventi (fu danneggiata dunque la memoria anterograda).
La neurogenesi è legata all’esercizio fisico e alle condizioni ambientali in cui si vive?
Alcune ricerche mostrano come la neurogenesi è legata alle condizioni ambientali in cui si vive. Da questo punto di vista sono interessanti i dati che depongono per un’aumentata neurogenesi (principalmente a livello ippocampale) in condizioni di maggiore complessità ambientale (Tashiro et al. 2007) e in condizioni di maggiore attività fisica (Stranahan et al, 2006). Alcuni ricercatori statunitensi hanno cercato di capire come sia possibile ripristinare aree come l’ippocampo nella malattia d’Alzheimer. I ricercatori mostrarono come il processo di neurogenesi fosse accelerato nei topi che praticavano esercizio fisico. Gli animali tenuti in movimento mostravano, infatti, dei miglioramenti cognitivi e anche una riduzione delle placche beta-amiloidi tipiche della malattia. Sembrerebbe che l’attività fisica induce la formazione di nuovi neuroni e anche la creazione di un ambiente ideale alla loro crescita e sopravvivenza: in particolare, favorendo il rilascio di una sostanza, il fattore neurotrofico cerebrale o BDNF, che nutre e sostiene le cellule nervose.
Dunque, l’attività fisica aerobica oltre ai muscoli fa bene anche al cervello proprio perché andrebbe a stimolare la formazione di nuovi neuroni. Alcuni dati parlano anche di miglioramenti nelle funzioni esecutive, nel controllo inibitorio e nell’attenzione, questo perché l’attività sportiva aumenta la produzione di neurotrofine che migliorano la vascolarizzazione cerebrale e promuovono la neurogenesi. Nel 2002 Cotman e Cesar pubblicarono uno studio che indicava come la neurotrofina BDNF fosse coinvolta nell’apprendimento, nella prevenzione dello stress cronico (Duman et al.2006) e nell’aumentare la plasticità cerebrale cosi da migliorare la resilienza ad eventuali danni ( Cotman et al. 2003). Alcuni studi di Gawrilow (2016) mostrano inoltre come l’attività fisica provoca un miglioramento delle funzioni esecutive anche nei bambini con ADHD. Benso (2004) ha istituito un protocollo di riabilitazione dei disturbi specifici dell’apprendimento e del disturbo ADHD basato sul rafforzamento delle abilità cognitive attraverso l’attività sportiva. Dunque l’attività sportiva può essere anche utile al livello riabilitativo soprattutto nei bambini.
Scritto da Eleonora Campelli, Dr.ssa in Neuroscienze cognitive
Riferimenti bibliografici
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Richmond D. ( Settembre 2007) L’esercizio fisico genera neuroni nell’ippocampo
Mannara F. ( 12 Febbraio 2018) Riusciremo un giorno a rigenerare il cervello?
State of Mind (23 marzo 2017) Rapporto tra attività sportive e miglioramento delle abilità cognitive
Breedlove, M.S. Rosenzweig M., Watson N.V., (2009). Psicologia Biologica. Introduzione alle neuroscienze comportamentali, cognitive e cliniche. RM: Casa editrice Ambrosiana.
