Uno sguardo ai meccanismi della mente

Inside Neuroscience

9 novembre 2010 - 7:01 pm

Oligodendrociti e mielina. Se non è solo questione di materia grigia…

…potrebbe essere colpa della “materia bianca”!

Non è solo la corteccia cerebrale, la cosiddetta “materia grigia”, ad essere importante per le funzioni cognitive: sono sempre di più le evidenze sperimentali che mostrano come abbiano grande influenza la mielina, gli oligodendrociti e la “materia bianca” in senso più esteso.

Cos’è la materia grigia?

I corpi cellulari dei neuroni si trovano in gran parte sulla superficie dell’encefalo, formando quella che viene definita corteccia cerebrale. A causa del suo colorito grigiastro, a questa zona è stata affibbiata la denominazione “materia grgia”.

E la materia bianca?

Nelle parti più interne dell’encefalo risiedono invece gli assoni e i dendriti, ovvero i sottili filamenti che permettono la comunicazione tra cellule neuronali. Questi filamenti sono avvolti strettamente da cellule molto particolari: gli oligodendrociti.

Ognuna di queste cellule è in grado di arrotolarsi fino a 150 volte intorno ad ogni assone, avvolgendolo in una guaina biancastra conosciuta col celeberrimo nome di mielina. È la mielina a permettere che la trasmissione dell’impulso nervoso sia veloce ed efficiente: quando gli assoni non sono avvolti da questa membrana, insorgono gravi patologie, proprio perchè l’impulso nervoso fatica a muoversi e a trasmettere quindi i suoi messaggi.

La materia bianca costituisce più della metà della massa encefalica. Ma quale sia la sua influenza sui processi cognitivi è ancora un mistero…

Una rivincita inaspettata…

Per molto tempo si è ritenuto infatti che fosse solo la corteccia ad avere un ruolo importante nei processi cognitivi dell’encefalo. Al contrario, ormai da qualche anno, è emerso che la materia bianca nasconde grandi potenzialità…

Imparare

I processi di apprendimento coinvolgono modificazioni nelle connessioni sinaptiche tra neuroni (plasticità neuronale). Tutto ciò sembrerebbe coinvolgere solo la corteccia…
E invece, grazie alle moderne tecniche di risonanza magnetica si è scoperto che la materia bianca reagisce modificando la propria conformazione, mentre si imparano compiti complessi.

Esiste una relazione tra la struttura della sostanza bianca e le ore di esercizio a cui si dedicano musicisti professionisti. Imparare a leggere o imparare un compito che coinvolge le aree visive e motorie ( Apprendere un trucco di prestigio, ad esempio), si riflettono in un aumento della quantità e della connettività della materia bianca, e ne modificano l’organizzazione.

Questa zona encefalica, quindi, subisce una sorta di riarrangiamento, per favorire il nostro apprendere un’azione o un concetto. è interessante notare che tutti questi esperimenti sono stati svolti sugli adulti: la mielina, infatti, continua a essere prodotta e modellata fino alla terza decade d’età.

Se non dormo, divento matto…!

Il sonno è un momento indispensabile per il nostro sistema nervoso. Non sono ancora noti i motivi di questa importanza, ma topi deprivati di sonno per un certo lasso di tempo finiscono col morire.
Un’ipotesi interessante vuole che durante il riposo il nostro cervello rielabori tutte le informazioni raccolte durante lo stato di veglia, ipotesi di cui vi ho accennato nello scorso post.

Quando dormiamo, diversi geni variano la loro espressione. E in particolare, tra questi ritroviamo geni che regolano il processo di formazione della mielina e l’attività degli oligodendrociti. mutazioni in questi geni possono causare nei topi sintomi simili alla schizofrenia o alle depressione umane.

Dal momento che queste patologie, come molte altre malattie mentali, sono legate a disordini nella trasmissione sinaptica, è possibile che gli oligondrociti ricoprano un ruolo importante in questo contesto.

Le domande

Fin qui, parliamo quasi solo di ipotesi… In che modo avviene tutto questo?
Durante l’apprendimento è possibile che gli oligodendrociti riconoscano gli assoni dei neuroni coinvolti e li avvolgano con la mielina per potenziane l’azione.
Come fanno a riconoscerli? Probabilmente c’è di mezzo un meccanismo biochimico che coinvolge l’ATP rilasciata dai neuroni in attività o la presenza di particolari molecole segnale sulla membrana dei neuroni non mielinizzati.

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  • antonino buono - 14 dicembre 2010 # 1

    Ottima descrizione.

  • ValentinaT - 14 dicembre 2010 # 2

    Grazie Antonino! :D

  • Sara - 16 marzo 2011 # 3

    ciao, vorrei chiedere un parere. mia zia sta letteralmente infarcendo di informazioni la bimba di 16 mesi anche in maniera maniacale.
    musica, lettere, numeri, inglese, ecc. perché ha letto o le hanno detto che dopo i 12 mesi i neuroni cominciano a morire e dunque questo costante stimolo permette di mantenerne in vita un numero più elevato. a me sembra una cosa assurda. ma può essere vera? grazie.

  • giuseppe di virgilio - 1 maggio 2011 # 4

    vi chiedo, e mi chiedo: potrebbe essere l’estesa rete di microtubuli intraneuronali il sistema che, come in un hardware, registra i ricordi? Se così fosse, quale potrebbe essere il sistema che legge, come in un computer, il segnale codificato(come nella memoria fissa del PC)e quindi l’informazione, contenuto sui tubuli? Potrebbero essere i ribosomi? Questi, sono sistemi risonanti,(che si trovano regolarmente lungo i tubuli) che risuonando leggono elettromagneticamente (come un microfono) l’informazione contenuti sui microtubuli intraneuronali?
    Scusate l’ignoranza, l’idea deve essere valutata da persone preparate, io sono solo un amatore.
    Giuseppe Di Virgilio

  • ValentinaT - 1 maggio 2011 # 5

    Ciao Sara!

    guarda, sinceramente dubito molto che infarcire una bimba di quell’età possa avere una qualche utilità…

    In primo luogo, perchè, da quanto mi dici, la bimba viene sommersa di informazioni che difficilmente può comprendere: non sono altro che “dati grezzi” che il suo cervello non è ancora in grado di elaborare, dato che non ha ancora sviluppato appieno le sue facoltà cognitive.

    Sicuramente, è buono tenere i bimbi “attivi” dal punto di vista intellettuale, ma forse sarebbe il caso di non sovraccaricarli d’informazioni, e soprattutto di utilizzare dati che possano essere realmente compresi.

    :D

  • ValentinaT - 1 maggio 2011 # 6

    Ciao Giuseppe!

    Interessante la tua teoria. :)

    Per quanto ne so io, e potrei anche sbagliarmi, data la vastità della materia di cui stiamo parlando, non credo che i microtubuli siano coinvolti nei processi cerebrali quali l’apprendimento e la memoria. :(

    Non sono infatti strutture dotate di eccitabilità elettrica, e il loro ruolo sembra essere di puro sostegno delle cellule (non solo quelle nervose). Sono fondamentalmente l’impalcatura della cellula, e ricoprono un ruolo importante nelle fasi di movimento cellulare, e durante la mitosi (duplicazione cellulare).

    Se cmq hai letto qualcosa al riguardo che smentisce la mia tesi, condividi pure: non si smette mai d’imparare! ;)

  • giuseppe di virgilio - 30 gennaio 2012 # 7

    Ciao Valentina, dopo molto tempo sono riuscito a ricollegarmi al sito, la mia idea, della memoria conservata nei tubuli, si rifà soprattutto al sistema dei tubuli con ribosomi,(delle cellule del SNC) qui infatti c’è la possibilità di accesso dell’RNA, di proteine, e anche di segnali elettrici/microelettrici che potrebbero riguardare localmente i tubuli. La conservazione della memoria potrebbe poi interessare i ribosomi ma soprattutto i mitocondri, col patrimonio di DNA ed RNA locale. Inoltre, la doppia membrana sembrerebbe proprio un amplificatore di suono, e quindi di segnale.
    Grazie per aver risposto