Addestrare il cervello:

"Conosci il tuo cervello: è la sfida più importante che l’uomo abbia mai affrontato e che dovrebbe costituire il motto socratico del nostro tempo."

Rita Levi Montalcini

Neuroplasticità è un termine onnicomprensivo che si riferisce a una serie di fenomeni distinti che nel loro complesso contribuiscono al modo in cui il sistema nervoso si organizza e continua a riorganizzarsi in risposta alle caratteristiche dell’ambiente in cui si trova. I fenomeni plastici possono essere esaminati a diversi livelli di analisi (da quello molecolare, sinaptico, neuronale a quelli relativi alle reti neuronali e alle mappe macroscopiche) che utilizzano ognuno strumenti di indagine diversi.

Esistono d’altra parte diversi tipi di plasticità. Il piano di sviluppo cerebrale avviene secondo un copione, una sequenza temporale e una definizione spaziale prestabiliti; le variazioni da questi parametri non sarebbero pienamente compatibili con la sopravvivenza. I processi di questo tipo di plasticità operano senza alcun intervento da parte del mondo esterno; a guidarli sono stimoli interni dell’organismo che sono geneticamente predisposti.

Interviene poi una modalità che invece dipende strettamente dall’esperienza: è il caso, ad esempio, della organizzazione della corteccia visiva; in condizioni usuali gli stimoli che provengono dai due occhi raggiungono delle strisce di corteccia che si alternano in modo regolare: sono le cosiddette colonne di dominanza oculare; se invece gli stimoli provenienti dai due occhi non coincidono e per un qualche motivo (ad esempio uno strabismo) le informazioni che provengono da un occhio non attivano la zona predisposta, lo spazio corticale che resta disponibile viene utilizzato e occupato dalle fibre provenienti dall’altro occhio: in questo modo la struttura corticale si organizza in accordo alle informazioni che riceve dall’ambiente e le colonne di dominanza non si formano (è bene sottolineare che la conseguenza comportamentale è rappresentata dal mancato sviluppo della visione tridimensionale: caratteristiche anatomiche e funzionali procedono sistematicamente in modo parallelo). Un aspetto caratteristico di questa forma di plasticità è che l’organizzazione della struttura cerebrale prevede dei tempi definiti: esiste, cioè, una finestra temporale, un periodo critico, in cui l’incontro con l’informazione ambientale produce la risposta massimamente efficace. La conoscenza di questi meccanismi ha modificato anche l’approccio clinico in quanto per sperare di ottenere un esito ottimale un intervento terapeutico dovrà essere attuato entro i limiti del periodo critico, quando cioè la plasticità potrà essere sfruttata in massimo grado.    

C’è infine una plasticità che non è condizionata dall’esperienza effettuata durante il periodo critico dello sviluppo ma che persiste, sebbene con efficacia diversa, nelle varie fasi della vita potendo essere attivata dall’esperienza vissuta dall’individuo. E’ questo tipo di plasticità che assicura la possibilità di apprendere nuove abilità. Per esempio, l’uso selettivo di un dito della mano è accompagnato da un allargamento dell’area di rappresentazione corticale specifica, come abbiamo già discusso a proposito dei violinisti o dei giocolieri; viceversa, il non uso di una qualunque parte del corpo modifica in senso opposto la mappa corticale. L’area inutilizzata viene occupata funzionalmente, come è possibile oggi dimostrare con le metodiche di neuroimaging: i neuroni che in conseguenza di uno stato di deprivazione non sono più funzionali vengono reclutati per svolgere attività alternative; da tempo è noto ad esempio che, in chi è cieco dalla nascita, le strutture che in condizioni standard sono deputate ad elaborare stimoli visivi possono essere reclutate per elaborare le informazioni tattili consentendo così la lettura secondo il metodo Braille. Questo meccanismo plastico vale per qualunque aspetto del comportamento, come già discusso ad esempio a proposito dell’esperimento sui tassisti londinesi.

I processi plastici responsabili dell’apprendimento in condizioni fisiologiche sono gli stessi che intervengono nel recupero funzionale dopo danno cerebrale. Sono stati individuati quattro meccanismi, indicati come “le quattro R della riabilitazione”: Ripesatura, Riconnessione, Ricablaggio, Rigenerazione.

Ripesatura (livello sinaptico): i neuroni rinforzano o indeboliscono le loro connessioni sinaptiche; è questo il meccanismo più noto, regolato dalla nota legge di Hebb: “se un neurone A contribuisce ripetutamente e in maniera duratura all’eccitazione del neurone B, allora ha luogo in entrambi i neuroni un processo di crescita o di cambiamento tale per cui l’efficacia di A nell’eccitare B viene accresciuta”. In altri termini, neuroni che interagiscono potenziano la sinapsi che li lega e vengono di fatto a costituire una unità funzionale al punto che l’attivazione di una cellula comporta anche l’attivazione della cellula connessa. Un corretto intervento riabilitativo può modificare e rendere così più efficiente il legame che lega i neuroni della rete disfunzionale coinvolta. Una volta costituito un collegamento privilegiato però, l’attivazione di un neurone trascina con sé l’attivazione dei neuroni connessi con una specie di effetto miccia che identifica un percorso preferenziale rispetto ad altri percorsi potenziali. In questo modo, attivare un neurone significa attivare tutta la rete di cui fa parte.

Riconnessione (livello delle terminazioni nervose): i neuroni si riconnettono creando (o eliminando) nuove sinapsi nel tentativo di ricostituire la rete disfunzionale.

Ricablaggio (livello dei fasci di fibre): Le caratteristiche funzionali di una determinata regione cerebrale derivano dal suo cablaggio con un limitato insieme di regioni origine e regioni bersaglio, cioè dai suoi collegamenti. Modificare il cablaggio può modificare la funzione.

Rigenerazione (livello neuronale): vengono creati nuovi neuroni ed eliminati quelli vecchi; le genesi di nuovi neuroni è un processo fortemente attivo nelle prime fasi di sviluppo (circa 250.000 nuovi neuroni al minuto fino ai due anni di età); in età adulta invece si è sempre ritenuto che i processi di neurogenesi non fossero presenti; al contrario è ormai documentata la presenza di cellule staminali immature che possono poi differenziarsi in una delle cellule presenti nel sistema nervoso e contribuire alla plasticità di determinate regioni cerebrali.

L’intervento riabilitativo influenza tutti questi processi ma ancora imprecisa è la conoscenza delle interazioni fra le metodiche utilizzate in riabilitazione e i singoli processi cerebrali indicati con le quattro R. Altrettanto imprecisa è la conoscenza delle variabili che, agendo su questi processi, possono facilitare o ostacolare il recupero funzionale.