Plasticità sinaptica | Lezione 4

Ben ritrovati nel nostro percorso sulle neuroscienze. Questa è la lezione 4 del nostro percorso ed è tutta dedicata alla plasticità cerebrale. Fino ad ora abbiamo fatto un percorso molto preciso, cioè abbiamo introdotto le neuroscienze e abbiamo visto che cos'è il sistema nervoso. Ci siamo concentrati poi sul neurone, sulla morfologia del neurone, sulla sua funzione, come riceve le informazioni e come le elabora e le ritrasmette.

Ora però arriva una domanda inevitabile ed è una domanda che segna un vero e proprio cambio di prospettiva. Tutto quello che abbiamo visto finora è fisso o cambia? È destinato a cambiare. È proprio da qui che nasce uno dei concetti più importanti delle neuroscienze moderne, che è la plasticità.

Allora, se le neuroscienze del '900 si sono concentrate soprattutto sul neurone come proprio unità di base del sistema nervoso e sulla sua capacità di creare delle reti di connessioni tramite le sinapsi, le neuroscienze del XXI secolo hanno fatto un passettino in avanti. Il focus si è infatti spostato su una domanda chiave: quanto il sistema nervoso è capace di modificarsi nel tempo? Ed è proprio qui che entra in gioco il concetto di plasticità, in particolar modo di plasticità sinaptica, che rappresenta proprio uno dei pilastri delle neuroscienze contemporanee.

Per capire davvero che cosa intendiamo quando parliamo di plasticità, partiamo da un esempio molto semplice. Vi ricordate il pongo oppure la plastilina, se ci lavoravate quando eravate piccoli? Il pongo o la plastilina, ecco, quelli che usavate per fare delle formine, dei giochi. Il pongo è un materiale plastico. Questo significa che se premiamo un dito, lo vedete qua nell'immagine a sinistra, se premiamo un dito sulla sua superficie, la forma cambia e rimane cambiata.

Ora pensate invece a una pallina di gomma e andiamo nell'immagine a destra. Se la schiacciamo con forza, si forma un piccolo cratere, ma appena togliamo il dito, la pallina torna esattamente com'era prima. La pallina di gomma è elastica e non plastica. Ecco, è qui il punto chiave. Il nostro sistema nervoso assomiglia molto di più al pongo, quindi l'immagine a sinistra, che alla pallina di gomma, l'immagine a destra. Non reagisce infatti semplicemente agli stimoli per poi tornare sempre identico a se stesso. Tiene memoria delle modifiche, ma poi cambia, si trasforma. Ed è questo il concetto chiave di plasticità sinaptica.

Siamo in trasformazione. Il nostro cervello è in continua trasformazione e cambiamento. La plasticità è proprio una proprietà fondamentale del sistema nervoso. È proprio la capacità che il nostro cervello e il nostro sistema nervoso hanno di rispondere in modo adattivo alle modificazioni dell'ambiente esterno e anche dell'ambiente interno a noi. Questo significa che il sistema nervoso è in grado di riorganizzarsi sia dal punto di vista strutturale sia dal punto di vista funzionale. E questo lo fa in risposta ad eventi molto diversi tra loro. Pensiamo, per esempio, ad un'infezione, pensiamo ad un'infezione virale o batterica, ad un'emorragia cerebrale, ad un trauma subito, magari un incidente, ma anche a delle esperienze ripetute, degli apprendimenti e delle abitudini che si sono, ehm, che hanno plasmato, vedete che lo usiamo anche in italiano, che hanno plasmato il nostro cervello. Ecco che è lì che si attiva la plasticità neuronale.

È importante chiarire subito un punto fondamentale: che la plasticità non è sempre positiva. La plasticità ha un ruolo, diciamo, ambivalente, ha una doppia utilità. Da un lato può essere utile positivamente, dall'altro lato può essere, diciamo, potenzialmente un problema. Da una parte, infatti, è una risorsa straordinaria perché permette il recupero in causa di traumi, di problemi, di ictus, consente l'adattamento e rende possibile l'apprendimento. Dall'altra parte, però, può diventare maladattiva, si dice così, in questo è un potenziale maladattivo, cioè che si adatta in modo disfunzionale, esattamente come il sistema immunitario che nasce. E facciamo proprio questo esempio: il sistema immunitario nasce per proteggerci, ma è anche capace di creare dei danni quando diventa iperattivo. Pensiamo, per esempio, alle allergie, pensiamo, per esempio, alle malattie autoimmuni, dove gli anticorpi combattono contro il corpo stesso, all'interno dello stesso corpo. Anche il cervello può imparare circuiti disfunzionali, per esempio l'ansia cronica, per esempio il dolore persistente, la depressione, le risposte automatiche rigide, i disturbi ossessivi e compulsivi, ce ne sono tanti. Queste sono delle risposte maladattive dove la plasticità non è utilizzata in modo funzionale, in modo, ehm, utile e positivo, ma viene utilizzata in modo disfunzionale e quindi maladattivo.

La forma di plasticità più studiata è, e anche forse la più importante, è la plasticità sinaptica. Che cosa significa? Significa che il sistema nervoso può modificare i legami tra i neuroni intervenendo in che cosa? Intervenendo sull'attività presinaptica e sull'attività postsinaptica. Quindi prima, cioè presinaptica vuol dire del neurone che trasmette l'informazione. Postsinaptica vuol dire del neurone che riceve l'informazione. La cosa interessante è questa: la struttura del neurone rimane invariata. A cambiare sono invece le connessioni. Il cervello non cambia quindi i mattoni della sua casetta, ma cambia il modo in cui i mattoni sono collegati, sono posti all'interno della casetta. Credo che questa immagine della casetta sia interessante. Noi abbiamo i mattoni. I mattoni non cambiano in sé, ma cambiano le loro disposizioni. Questo permette di rafforzare delle sinapsi esistenti, di indebolirle al contrario, quindi in modo maladattivo, nel caso, o potenziante, nel caso in cui queste sinapsi siano, per esempio, nel caso dell'ansia, siano iper eccitate, crearne di nuove e poi eliminarne delle altre. Quindi tutto questo consente questo spostamento e connessione, collegamento tra mattoni, consente di rafforzare sinapsi o indebolirle, crearne di nuove oppure eliminare quelle che non servono.

La forma più studiata di plasticità sinaptica è il potenziamento a lungo termine, che è noto anche come LTP, cioè Long-Term Potentiation. Eh, l'LTP è stato osservato inizialmente nell'ippocampo, che è una struttura fondamentale per la memoria. All'inizio si pensava che fosse un meccanismo esclusivamente legato alla memorizzazione, ma in seguito si è scoperto che è presente in moltissime altre aree del cervello.

Ecco, vediamo proprio come funziona passo per passo, lo vediamo nelle prossime slide. Prima fase: il neurone presinaptico si attiva e scarica un potenziale d'azione. Questo, quindi, stiamo parlando del trasmettitore, quindi del neurone che trasmette, scarica un potenziale d'azione e questo genera una sinapsi eccitatoria di una certa ampiezza verso, ovviamente, il neurone bersaglio, quindi il neurone che riceverà l'informazione. È come se stessimo tracciando un sentiero nel bosco. Vedete l'immagine per la prima volta? A breve distanza di tempo, lo stesso neurone si attiva di nuovo, ma con frequenza maggiore. Vi ricordate il campanello? Quindi continuo a suonare il campanello. Il potenziale postsinaptico eccitatorio, quindi chi riceve, diventa più ampio. Il sentiero viene percorso di nuovo e poi ancora e ancora e ancora. Fase 3: la stimolazione ad alta frequenza lascia quindi una traccia nella sinapsi. Si è creata una strada, vedete dall'immagine, si è creata una strada, una sorta di memoria. Così anche se in futuro la sinapsi viene stimolata con una frequenza più bassa, la risposta rimane elevata. La sinapsi, quindi, in questo caso è stata potenziata, è andata incontro a LTP, cioè a Long-Term Potentiation.

Esiste anche il meccanismo opposto, cioè quando una sinapsi viene stimolata in modo prolungato a bassa frequenza, può andare incontro a un indebolimento, quindi quando scampanello, ma molto poco e molto in, cioè poco in frequenza e poco anche in, eh, cioè nel, nel lungo periodo, questo ci porta a un indebolimento. Ecco, questo ci ricorda un principio fondamentale: che il cervello cambia in base a come viene stimolato. Ed è qui che tutto il lavoro che facciamo noi psicologi, ma anche gli psichiatri sulla salute mentale è fondamentale, perché il cervello è esattamente come, eh, faccio questo, questo paragone, come un muscolo, come quando vai in palestra. Non puoi pretendere di avere i bicipiti come li vuoi tu se vai una volta in palestra, una volta al mese, devi lavorarci. La stessa cosa vale per il cervello. Non puoi pensare di fare una meditazione, un tapping, una qualsiasi attività, anche, non so, il diario del ringraziamento. Ci sono tante attività che facciamo fare, farlo una volta sola e poi il cervello è a posto. No, non funziona così. È una ripetizione e questo cambia, grazie alla plasticità sinaptica, cambia profondamente proprio l'assetto del nostro, eh, cervello e quindi anche la nostra salute mentale.

La plasticità sinaptica è la più studiata, abbiamo visto, ma non è l'unica, perché troviamo anche la plasticità strutturale, che è la capacità del sistema nervoso di modificare la propria struttura, cioè il numero di connessioni, l'organizzazione delle reti e la morfologia dei neuroni che possono cambiare nel tempo. Poi c'è anche una cosiddetta plasticità intrinseca, che è la capacità del singolo neurone di modificare alcune sue proprietà interne, quindi per esempio la frequenza di scarica, la soglia di attivazione e l'eccitabilità.

Messaggio, quindi, di questa lezione molto chiaro: che il cervello cambia, si trasforma, è abituato a cambiare. La vera domanda non è se cambia, ma come, in che direzione cambia? E in risposta a quali stimoli. Ed è proprio su questa capacità di cambiamento che si fondano l'apprendimento, la riabilitazione, la psicoterapia, il supporto psicologico, la psicoeducazione, l'educazione stessa e, più in generale, la possibilità di trasformazione dell'essere umano. Siamo esseri in evoluzione e anche il nostro cervello lo è, e lo è anche in tarda età.

Benissimo, io vi aspetto nelle prossime puntate, nelle prossime lezioni. Eh, mi raccomando, ehm, se non l'avete ancora fatto, iscrivetevi al mio canale e, ehm, cliccate sulla campanellina per ricevere le notifiche di quando posto nuovi video e, se avete voglia, supportatemi anche sugli altri canali social. Buona lezione e buono studio.