Si è portati a pensare che il abbia la sua fase di sviluppo, tra l'infanzia e l'adolescenza, e che successivamente la sua struttura rimanga invariata, con un'età adulta nella quale si debba avere particolare cura dei pochi neuroni rimasti. La realtà è parzialmente diversa: se è vero che nella fase di sviluppo la neurogenesi, ovvero il processo di creazione di nuovi neuroni nel sistema nervoso centrale, è particolarmente intensa e vivace, anche in età adulta nuovi neuroni popolano il nostro cervello con particolare intensità in alcune aree specifiche. A modulare la neurogenesi contribuiscono sia fattori endogeni, come la dopamina che influenza la produzione di nuovi neuroni, che ambientali, come stress e attività fisica.
Come si creano nuovi neuroni: la neurogenesi
Per neurogenesi intendiamo il processo di sviluppo cerebrale in cui vengono generati nuovi neuroni. Ci sono sei tappe che descrivono l'intero arco della formazione di nuovi neuroni, e sono la genesi, la migrazione, la differenziazione, la regolazione e, infine, la plasticità.
La genesi avviene attraverso l'attività di cellule progenitrici, o cellule staminali neurali, che con il passare del tempo si stabilizzano in specifiche nicchie cerebrali: la zona subgranulare nel giro dentato dell'ippocampo, e la zona subventricolare, situata lungo le pareti dei ventricoli laterali. Qui si generano i neuroblasti, ovvero i nuovi neuroni non ancora maturi, che intraprendono la loro fase di migrazione verso una zona lesionata del cervello che ha bisogno di essere ripopolata o sostituita.
Nella fase di differenziazione le cellule si trasformano in neuroni maturi con funzioni specifiche. Grazie all'espressione di specifici marcatori neuronali, si verifica una serie di eventi molecolari e cellulari che cambiano diverse caratteristiche della forma del neurone, come l'estensione degli assoni (cioè il braccio più lungo dei neuroni), permettendogli un collegamento efficace con i neuroni vicini. Questo processo prende il nome di sinaptogenesi, perché porta alla creazione di nuove sinapsi, connessioni tra neuroni.
Dall'inizio della differenziazione la cellula entra già in una fase di regolazione, cioè un momento dinamico e particolarmente plastico che viene influenzato da fattori come l'ambiente, l'esperienza, e il numero di volte in cui quel neurone viene stimolato. Una volta entrato in funzione, se tutto procede per il meglio e la cellula sopravvive, le connessioni sinaptiche stabilite si andranno consolidando e diventeranno parte integrante dei circuiti neuronali. Quando ciò si verifica in un cervello di una persona matura allora parliamo di "neurogenesi adulta".
Cosa aiuta a far nascere nuovi neuroni lungo le fasi della vita
La nascita di nuovi neuroni è un fenomeno che si verifica continuativamente lungo tutta la nostra esistenza, ma l'intensità e le aree interessate da questo processo cambiano con il passare degli anni. La fase più intensa la abbiamo prima di nascere, nel grembo materno, quando ancora un cervello ha bisogno di essere creato da zero.
Già appena dopo qualche mese dalla nascita c'è una diminuzione significativa nell'attività neurogenetica, che continua durante l'infanzia e l'adolescenza, fino ad assestarsi a livelli molto più bassi in età adulta. Le popolazioni delle cellule progenitrici diminuiscono e si specializzano, andando a localizzarsi nelle nicchie menzionate precedentemente: la zona subgranulare nell'ippocampo e quella subventricolare. Le ricerche su modelli animali, soprattutto roditori, hanno mostrato che la produzione di nuovi neuroni al di fuori di queste nicchie si riduce drammaticamente (o è quasi assente) con l’età.
Nell’ippocampo, i nuovi neuroni giocano un ruolo cruciale in funzioni cognitive come la memoria e l’apprendimento, oltre che nei processi emotivi e di adattamento allo stress. Invece, la neurogenesi adulta nella zona subventricolare sembra essere la più attiva e contribuisce alla rigenerazione costante di interneuroni nel bulbo olfattivo, che ha bisogno di molto ricambio neuronale (soprattutto nei roditori). Per l’uomo, è ancora oggetto di dibattito fino a che punto questa seconda area contribuisca al rinnovamento neuronale, sebben alcuni studi recenti suggeriscono che l’attività di questa zona possa essere più limitata rispetto a quella osservata nei modelli murini.
Con il passare degli anni, in molte specie – inclusi gli esseri umani – il tasso di neurogenesi adulta tende a ridursi. Tuttavia, la persistenza di alcuni livelli di neurogenesi ippocampale è stata documentata fino all’età anziana, sebbene con ampie variazioni da persona a persona. Fattori ambientali (es. esercizio fisico, stimolazione cognitiva, stress) e molecolari (es. fattori di crescita, ormoni) possono modulare questa neurogenesi residua in maniera significativa, in meglio o in peggio a seconda del fattore che prendiamo in considerazione,.
Il ruolo della dopamina e le malattie neurodegenerative
Un ruolo fondamentale nella produzione di nuovi neuroni nel cervello adulto è quello della dopamina, che influisce sulla neurogenesi nel cervello adulto, in particolare nella zona subventricolare, tanto che bloccarne il segnale con determinate neurotossine può ridurre sensibilmente la nascita di cellule. Questa funzione è di grande interesse nella ricerca sul Parkinson, malattia legata alla perdita progressiva di neuroni dopaminergici, dove si spera di sfruttare il meccanismo rigenerativo per riparare i circuiti danneggiati.
In altri disturbi neurodegenerativi come l’Alzheimer e la malattia di Huntington, si osservano alterazioni simili: nell’Huntington, ad esempio, l’aumento di nuove cellule non si traduce in neuroni funzionanti, anche se interventi sul microambiente cerebrale (come l’uso di fattori di crescita) potrebbero favorire la loro sopravvivenza e integrazione. Nell’Alzheimer, invece, la formazione di nuovi neuroni nell’ippocampo risulta compromessa.
Al netto di tutto quello che abbiamo detto, resta però aperto il dibattito su quanto la neurogenesi persista nell’essere umano adulto, dato che alcune ricerche ne documentano la presenza anche in età avanzata, mentre altre ne mettono in dubbio l’effettiva portata.
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