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Che cosa sono le neuroscienze

04 Aprile 2023

Che cosa sono le neuroscienze

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Scoprire che cosa sono le neuroscienze e perché hanno un grande futuro fa scoprire un campo professionale nuovo, o anche solo la passione per la scienza.

Anche in casa è possibile scoprire che cosa sono le neuroscienze

Respiriamo e vediamo il nostro petto alzarsi e abbassarsi, camminiamo nella stagione più calda e sudiamo, muoviamo le braccia e le gambe e scorgiamo i muscoli che si contraggono sotto la pelle. Ci emozioniamo e sentiamo che il nostro battito cardiaco accelera quando ci avviciniamo alla persona per cui abbiamo una cotta. Riusciamo a ricordare l’odore della cantina di nostra nonna, come ci siamo sentiti durante il nostro primo bacio e qual è il nostro indirizzo di casa. Tutto questo è possibile grazie a quel meraviglioso organo nella nostra testa chiamato cervello, o encefalo. La comprensione del cervello è ancora oggi una delle più grandi sfide in campo scientifico.

Che cosa sono le neuroscienze - cervello e tre sensi

Come funziona effettivamente il pensiero? Come fa il cervello a ordinare al corpo di muoversi? In che modo il corpo comunica al cervello quanto percepito con i suoi molteplici sensi? Come facciamo a ricordare le cose? Perché sogniamo? In che modo siamo coscienti e consapevoli di noi stessi? Come impariamo? Queste domande hanno sconcertato i pensatori fin dalle prime civiltà e si sono evolute nel campo delle neuroscienze, il cui scopo è proprio trovare le risposte a tali quesiti. Negli ultimi 150 anni sono stati compiuti grandi progressi nella comprensione della funzione cerebrale, ma in genere sono solo i neuroscienziati ad apprezzare questi risultati. A differenza delle scienze della terra, della biologia vegetale, della fisica, dell’astronomia e di altri pilastri del sistema didattico, le neuroscienze non vengono per tradizione insegnate a scuola, se non durante i corsi avanzati in ambito universitario.

Aspetta… le neuroscienze sono difficili!

Le neuroscienze sono ritenute troppo complesse o troppo vaste per essere insegnate nelle scuole superiori o per essere apprese dagli autodidatti. Il detto non ci vuole una scienza suggerisce proprio che qualsiasi cosa abbia a che fare con la scienza sia piuttosto difficile dal punto di vista cognitivo. Sembra quasi che solo pochi eletti possano provare ad affrontare questi temi, anche nelle università dedite alla ricerca. Non sorprende, quindi, che le neuroscienze siano tipicamente insegnate solo a livello universitario e che gli esperimenti svolti sul cervello dei viventi siano spesso condotti solo presso gli istituti di ricerca ben finanziati.

Che cosa sono le neuroscienze - su un razzo

Forse, però, il motivo per cui le neuroscienze non riescono ad entrare negli altri percorsi scolastici non ha nulla a che fare con la complessità del nostro cervello: il problema sembra essere il costo elevato degli strumenti di ricerca. Il numero di ricercatori attivi nell’ambito delle neuroscienze è decisamente limitato rispetto al numero di consumatori tipici: le aziende che sviluppano le attrezzature necessarie ai ricercatori devono quindi addebitare costi elevati per sopravvivere. Questo non è un problema per gli studenti universitari, per i quali è previsto un budget apposito nelle borse di studio, ma fa sì che gli strumenti per le neuroscienze siano fuori dalla portata della maggior parte degli studenti delle scuole superiori.

Il crescente bisogno di istruzione nel campo delle neuroscienze

Abbiamo compiuto grandi passi avanti nella comprensione del cervello, ma siamo tuttora nel medioevo per quanto riguarda le neuroscienze: tanto per dire, ancora non sappiamo esattamente come vengono immagazzinati i ricordi nel cervello. La comunità medica non è in grado di diagnosticare in modo affidabile il morbo di Alzheimer se non quando il cervello viene sezionato dopo la morte. Che cos’è la schizofrenia, esattamente? E la depressione? A una persona su cinque, a un certo punto della vita, viene diagnosticata un’afflizione cerebrale e purtroppo è noto che non siano disponibili cure per i disturbi neurologici. Per cambiare questa situazione è necessario che la ricerca sul cervello diventi accessibile a tutti.

Che cosa sono le neuroscienze - tante teste e una rotta

Le persone vogliono padroneggiare il proprio encefalo! Le biblioteche e le librerie sono piene di volumi dedicati alle neuroscienze e alla psicologia: moltissimi libri, scritti da autori di talento, filosofi, neuroscienziati, psicologi e ingegneri informatici, cercano di spiegare il cervello in modi sempre più coinvolgenti, mentre le riviste pubblicano spesso articoli sui misteri del cervello che sono stati finalmente svelati. Questa passione aiuta a soddisfare la nostra sete di conoscenza: il cervello è personale, è misterioso, governa tutta la nostra vita e si sforza persino di capirla.

Leggi anche: Se lo stomaco è robusto, il cervello si affina

Purtroppo, la mancanza di istruzione nell’ambito delle neuroscienze lascia campo libero a uno sfruttamento del tema che si rivela del tutto inutile: campi come la neuroeducazione, il neuromarketing e la neuroeconomia spesso sfruttano proprio la mancanza di comprensione da parte del pubblico delle funzioni cerebrali di base. Assistiamo alla costante crescita del mercato dei prodotti per migliorare la salute del cervello, comprendente integratori vitaminici, grassi omega e applicazioni che riproducono musica classica per i neonati. La società è altresì permeata da numerose idee comuni sul cervello: una frase come usiamo solo il 10 percento del nostro cervello può indurci a lavorare di più; l’alcol uccide le cellule cerebrali può aiutarci a bere di meno; le parole crociate mantengono giovane il cervello può stimolarci a tenerci impegnati e occupati. Eppure, nessuna di queste affermazioni si basa su ricerche neuroscientifiche. Per esempio, non ci sono prove fisiche a dimostrazione del fatto che alcuni individui usino maggiormente l’emisfero cerebrale di destra o di sinistra. Eppure, questi miti provano il nostro interesse di fondo per il cervello e per il suo ruolo nei nostri atteggiamenti.

Che cosa le neuroscienze - chi calcola e chi beve

La neurorivoluzione è vicina

L’interesse per il cervello, associato alla mancanza di dispositivi di ricerca neuroscientifica a disposizione dei consumatori, riporta alla mente i primi giorni della rivoluzione informatica. I computer erano disponibili già negli anni Sessanta, ma erano enormi e costosi: solo le banche, le imprese e le grandi università potevano permetterseli. Tuttavia, con l’invenzione del microprocessore Intel 8080, divenne finalmente disponibile attorno al 1976 un chip abbastanza accessibile che permise di lanciare il primo personal computer, l’Altair 8800. Fu questa la scintilla che innescò la rivoluzione informatica: passò ben poco tempo prima che nascessero comunità di appassionati impegnati a scambiarsi idee. Steve Wozniak attribuisce all’Homebrew Computer Club l’ispirazione per l’Apple I; allo stesso modo, il primo prodotto di Microsoft fu un interprete del linguaggio BASIC proprio per l’Altair 8800. L’accelerazione dell’innovazione dei personal computer è iniziata con la democratizzazione dei microprocessori e continua ancora oggi.

La rivoluzione elettronica/informatica ha prodotto un effetto spillover: grazie all’invenzione di componenti a basso costo e strumenti open source, oggi è possibile avviare alle neuroscienze una popolazione più ampia, mettendo a sua disposizione i componenti elettronici necessari per registrare l’attività elettrica delle cellule cerebrali.

Come funziona il cervello e che cosa sono le neuroscienze, di Greg Gage e Tim Marzullo

Che cosa sono le neuroscienze e come scoprirle in casa, in modo semplice, senza bisogno di essere scienziati (ma pronti a diventarlo se scoppia l’interesse).

L’obiettivo delle neuroscienze fai da te è quello di replicare la rivoluzione informatica, consentendo anche a coloro che in precedenza non avevano accesso agli strumenti necessari di contribuire in modo significativo a questo settore.

Sono stati numerosi gli scienziati dilettanti che hanno migliorato la nostra comprensione collettiva della natura: per esempio, non appena presero piede i club e i gruppi di astronomia, i dilettanti iniziarono a scoprire nuove nebulose e comete nel cielo notturno (la famosa cometa Hale-Bopp fu scoperta proprio con l’aiuto di un astronomo dilettante, Thomas Bopp). Anche il pianeta Urano fu scoperto nel 1781 da un curioso direttore d’orchestra e compositore di nome William Herschel. Molti eventi rari, come lo schianto di comete e grandi asteroidi sui vari pianeti, sarebbero passati inosservati se non fosse stato per i dilettanti che hanno ripreso questi eventi su video affinché gli scienziati potessero studiarli.

Nell’ambito della matematica, alcune delle prove più eleganti relative al calcolo del pi greco, insieme a molte altre sorprendenti derivazioni, sono state sviluppate da un dilettante indiano di nome Srinivasa Ramanujan. I proprietari di animali domestici hanno contribuito notevolmente al lavoro sulla cognizione animale: per esempio, il cacatua Snowball di Irena Schulz ha permesso di scoprire che anche gli esseri non umani possono sviluppare la cosiddetta beat induction (un’induzione del battito cardiaco che corrisponde al ritmo della musica), mentre Rico, un cane tedesco, è il protagonista di un articolo apparso nel 2004 sulla rivista Science in cui si descriveva la sua capacità di classificare fino a 200 oggetti a lui sconosciuti.

Che cosa sono le neuroscienze - computer vs neuroscienze

Un aspetto che tutti questi scienziati dilettanti hanno in comune è la possibilità di accedere a strumenti poco costosi: telescopi, matite e animali domestici sono mezzi a basso costo che permettono di generare facilmente dati e idee. Se gli strumenti per le neuroscienze potessero essere democratizzati in modo simile, forse i dilettanti potrebbero aiutarci a migliorare anche la nostra comprensione del cervello.

Fortunatamente, nel 2008 sono state rilasciate diverse tecnologie innovative che hanno cambiato le modalità di sviluppo di quegli strumenti tradizionalmente costosi.

Che cosa sono le neuroscienze - stella e cannocchiale

Il microcontroller Arduino fu inventato da un gruppo di artisti e ingegneri proprio per consentire ai dilettanti di controllare facilmente i dispositivi elettronici e meccanici; la disponibilità di questo strumento permise di realizzare invenzioni come MakerBot, la prima stampante 3D commerciale per i consumatori. Nello stesso anno, Apple rilasciò l’App Store per il suo dispositivo mobile iPhone, trasformando lo smartphone in un computer portatile, incredibilmente potente e connesso a Internet, che gli utenti potevano programmare a piacere. Le materie prime necessarie per costruire i pezzi, programmare l’elettronica e connettere i dispositivi alle app mobili erano finalmente disponibili! Queste tecnologie portarono a un nuovo tipo di centro comunitario chiamato makerspace, in cui gli strumenti di produzione desktop potevano essere condivisi per consentire a chiunque di assemblare un prototipo di qualsiasi cosa: un razzo, un nuovo strumento musicale, persino una strumentazione scientifica.

Utilizzando queste tecniche fai da te, oggi è possibile costruire semplici strumenti per le neuroscienze in grado di sostituire apparecchiature di laboratorio più avanzate. Gli esperimenti con le strumentazioni neuroscientifiche per uso domestico possono abbracciare un vasto raggio d’azione. Le neuroscienze assumono dimensioni grandi e piccole allo stesso tempo: puoi ingrandire e rimpicciolire i messaggi elettrici inviati dai singoli neuroni che comunicano tra loro nelle zampe degli insetti, oppure esaminare con il più alto dettaglio la vasta attività elettrica dei miliardi di neuroni nel tuo cervello attraverso l’elettroencefalografia (EEG). Il campo delle neuroscienze è vario tanto quanto le persone che lo studiano. La riunione annuale della Society for Neuroscience, la più grande conferenza sulle neuroscienze, conta circa 30 mila partecipanti ogni anno: sembra un numero enorme, ma corrisponde solamente alla popolazione di una piccola città. Con la democratizzazione degli strumenti e delle competenze, è possibile che molti altri contribuiscano al settore, anche solo individuando le giuste domande da porre.

Che cosa sono le neuroscienze - esperimenti su persone

Quello che in precedenza era fruibile solo nei laboratori delle università di ricerca ora è a disposizione di tutti i curiosi. I muri sono scomparsi, le serrature sono state rimosse, le barriere sono state sollevate e il ponte levatoio è stato abbassato: le neuroscienze e la conoscenza del cervello sono finalmente alla portata di tutti.

Questo articolo richiama contenuti da Come funziona il cervello.

Immagine di apertura di Hal Gatewood su Unsplash.

L'autore

  • Greg Gage
    Greg Gage è un neuroscienziato e docente presso l'Università del Michigan e cofondatore di Backyard Brains, un'organizzazione che sviluppa strumenti open source per consentire a chi non ha preparazione specifica di partecipare alle scoperte nel campo delle neuroscienze. Ha ricevuto il premio NIH e il premio White House Champion of Change da Barack Obama per il suo impegno nella divulgazione scientifica.
  • Tim Marzullo
    Tim Marzullo ha conseguito la laurea in biochimica presso l'Università del Texas e il dottorato di ricerca in neuroscienze presso l'Università del Michigan. Ha lavorato per un anno nel settore della progettazione di elettrodi neurali avanzati prima di fondare, insieme a Greg Gage, Backyard Brains. Costruire dispositivi scientifici da condividere con il mondo è la sua passione.

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