Psicoanalisi e neuroscienze: introduzione al sistema nervoso
Il cervello può essere definito come un sistema di elaborazione dell'informazione, contenente un numero enorme di cellule nervose, i neuroni. Ogni neurone può connettersi con migliaia di altri, e queste connessioni sono alla base di tutti i funzionamenti mentali: pensieri, sentimenti, percezioni, comportamenti.
I neuroni
Il neurone è composto da tre parti principali:
- il soma (o corpo cellulare), che contiene il nucleo;
- i dendriti, prolungamenti ramificati che formano la "zona di input": è qui che il neurone riceve informazioni dagli altri neuroni;
- l'assone, un prolungamento singolo che forma la "zona di output": è qui che il neurone trasmette informazioni agli altri neuroni. Pur essendo un prolungamento unico, l'assone termina in diverse ramificazioni: questo permette a un neurone di trasmettere segnali a più neuroni diversi.
Le sinapsi e la trasmissione sinaptica
L'informazione passa da un neurone all'altro attraverso punti di contatto chiamati sinapsi. Ogni sinapsi è composta da tre parti:
- la zona pre-sinaptica, il rigonfiamento finale dell'assone, detto bottone sinaptico;
- la membrana post-sinaptica, sulla superficie di un dendrite o talvolta del soma;
- la fessura sinaptica, lo spazio tra le due.
Quando l'attività elettrica arriva in fondo all'assone, le vescicole sinaptiche della zona pre-sinaptica rilasciano nella fessura una sostanza chimica, il neurotrasmettitore. Questo viene catturato dai recettori della membrana post-sinaptica, dove produce una nuova variazione elettrica. Il segnale viaggia quindi in modo elettrico dentro il neurone, e in modo chimico da un neurone all'altro.
Le spine dendritiche e la plasticità neuronale
Sui dendriti si trovano piccole escrescenze chiamate spine dendritiche. Stanno assumendo grande importanza in psicobiologia perché la loro struttura e la loro funzione possono essere modificate dall'esperienza, per esempio da un farmaco ma anche dagli effetti di una psicoterapia. Questa capacità del cervello di essere modificato dall'esperienza si chiama plasticità neuronale, ed è un concetto fondamentale per capire il contributo delle neuroscienze allo studio delle prime fasi dello sviluppo psichico.
Le cellule gliali
Oltre ai neuroni, il cervello contiene le cellule gliali. Molte di queste cellule conservano una maggiore capacità di rinnovarsi e moltiplicarsi rispetto alla maggior parte dei neuroni. Un tipo di cellule gliali, gli oligodendrociti, produce la mielina, un rivestimento che ricopre gli assoni e ne aumenta la velocità di trasmissione del segnale (il loro equivalente fuori dal sistema nervoso centrale sono le cellule di Schwann). Poiché ogni cellula gliale ricopre solo un tratto limitato di assone, tra un segmento di mielina e l'altro restano piccoli intervalli, chiamati nodi di Ranvier.
Il segnale elettrico dei neuroni
A riposo, tra l'interno e l'esterno della membrana del neurone esiste una lieve differenza elettrica, chiamata potenziale di riposo. Dipende dalla diversa concentrazione di ioni a carica positiva e negativa, e dalla permeabilità selettiva della membrana, che lascia passare alcuni ioni più facilmente di altri. La cellula a riposo è ricca di ioni potassio (K+, a carica positiva) e di ioni a carica negativa. La membrana lascia passare più facilmente gli ioni K+ rispetto ad altri ioni positivi come il sodio (Na+): questa fuoriuscita di K+ rende l'interno della cellula più negativo rispetto all'esterno. Il processo si ferma quando il flusso di K+ in uscita si bilancia con quello in entrata, attratto dalla carica negativa interna.
La generazione del segnale
Quando uno stimolo rende la membrana molto più permeabile agli ioni Na+, l'interno della cellula diventa più positivo dell'esterno e si genera un potenziale d'azione: un rapido cambiamento elettrico che viaggia lungo l'assone. I potenziali eccitatori post-sinaptici depolarizzano la membrana, cioè rendono il suo potenziale meno negativo, e favoriscono il potenziale d'azione. I potenziali inibitori post-sinaptici rendono invece più difficile raggiungere la soglia necessaria per generarlo.
Il sistema nervoso centrale e periferico
Il sistema nervoso si divide in due parti: il sistema nervoso centrale (SNC), cioè cervello e midollo spinale, e il sistema nervoso periferico (SNP), che comprende tutto il resto. Il SNP è formato dai nervi che informano il SNC su ciò che accade nell'ambiente e trasmettono i suoi comandi al corpo. Si suddivide in nervi craniali, nervi spinali e Sistema Nervoso Autonomo (SNA). Il SNA, a sua volta controllato dal SNC, si divide in sistema simpatico, che prepara il corpo all'azione aumentando pressione e battito cardiaco e dilatando le pupille, e sistema parasimpatico, che agisce spesso in senso opposto al primo e garantisce un controllo più accurato delle funzioni corporee.
Il sistema nervoso centrale: il cervello
Il cervello è diviso in emisferi, la cui superficie forma giri separati da solchi. Le principali regioni (lobi) sono la regione frontale, parietale, temporale e occipitale. Le immagini cerebrali mostrano parti bianche (dominate dalla mielina) e parti grigie (dominate dai corpi cellulari). Cervello e midollo spinale sono protetti da tre membrane, le meningi: dura madre, aracnoide e pia madre. Lo spazio interno all'aracnoide contiene il liquido cerebrospinale.
Il liquido cerebrospinale e il sistema vascolare
Il liquido cerebrospinale è prodotto dal plesso coroideo, una porzione riccamente vascolarizzata dei ventricoli cerebrali. Svolge due funzioni: proteggere il SNC facendo da cuscinetto contro le strutture ossee, e mediare gli scambi di materiali e la rimozione dei prodotti di scarto tra i vasi sanguigni e il tessuto cerebrale. Il cervello lavora intensamente e riceve il sangue attraverso le arterie carotidee e le arterie vertebrali.
Le procedure sperimentali per studiare il cervello
Il cervello può essere studiato nella sua struttura oppure nel suo funzionamento, con tecniche diverse:
- l'elettroencefalografia (EEG) registra l'attività cerebrale tramite elettrodi posizionati sullo scalpo;
- la tomografia assiale computerizzata (TAC) combina immagini a raggi X per mostrare l'anatomia e la struttura del cervello;
- la tomografia a risonanza magnetica (MRI) genera immagini strutturali molto dettagliate senza usare raggi X, sfruttando radiofrequenze e campi magnetici;
- la tomografia a emissione di positroni (PET) misura il funzionamento cerebrale attraverso sostanze radioattive iniettate nei vasi sanguigni;
- la risonanza magnetica funzionale (fMRI) valuta indirettamente il funzionamento cerebrale misurando le variazioni del flusso sanguigno e dell'ossigenazione nelle diverse aree durante lo svolgimento di un compito.