Che cos’è il cervello

Tronco cerebrale, midollo spinale e spina dorsale

Il cervello umano è come un fiore in cima ad un sottile stelo.

I sette o otto centimetri superiori dello stelo, costituiti da un cordone bianco di fibre nervose chiamato tronco cerebrale, sono racchiusi dal cranio e sono in parti affondati tra i due emisferi del cervello.

Il resto dello stelo, il midollo spinale, è un prolungamento di quel cordone fuori dal cranio.

Il midollo corre in basso attraverso i fori delle vertebre della spina dorsale e termina in fondo alla schiena.

Dallo stelo centrale partono varie diramazioni, che con le loro fibre più sottili arrivano nei punti più distanti dell’organismo, dalle radici dei capelli e dei denti alle punte delle dita dei piedi.

Come si compone il cervello

Il cervello è costituito da circa un chilo e mezzo di “sostanza confusa racchiusa in una cavità oscura e tiepida”, una massa grigio-rosa, umida ed elastica, delle dimensioni di un pompelmo.

Un liquido ammortizzatore lo protegge dai colpi, dai bruschi scuotimenti e da altri urti.

Il cervello è avvolto da tre membrane.

La membrana esterna è la più spessa e resistente ed è adagiata nel suo contenitore osseo.

Al microscopio, una singola cellula cerebrale con le sue fibre somiglia alla chioma di un albero.

Da ogni ramo nascono rami più piccoli e da ciascuno di essi una successione di ramoscelli sempre più piccoli, fino ai delicati filamenti.

Il cervello contiene circa 13 milardi di cellule come queste.

Le cellule formano ammassi di fibre aggrovigliate, definito da alcuni “giungla cerebrale“.

Tempo fa, la maggior parte degli studiosi riteneva che le fibre nervose occupassero posizioni fisse o al massimo si spostassero man mano che crescevano.

Ma nuovi studi indicano che il tessuto cerebrale ha un’attività molto maggiore.

Tentacoli fatti di protoplasma si spostano lentamente in avanti, si ritirano, si gonfiano, si restringono, ondeggiano in un senso o nell’altro.

Qual è la funzione del cervello?

Il cervello è il nostro grande organo di regolazione.

Assolve la fondamentale funzione biologica di adattarci agli eventi del mondo esterno, di proteggere le nostre caratteristiche a contatto con rapidi e incessanti mutamenti chimici.

Il cervello ci mantiene vivi provvedendo a equilibrare i processi di nascita e di disfacimento.

Queste reazioni fondamentali hanno precedenza su tutte le altre.

Paghiamo delle conseguenze per ogni turbamento dell’equilibrio di qualsiasi processo vitale.

Per esempio, lo zucchero è una delle sostanze che forniscono energia all’organismo e dobbiamo averne l’esatta quantità necessaria.

Piccole variazioni del livello di zucchero nel sangue potrebbero essere rischiose per il nostro organismo.

Ma di solito il cervello riceve in anticipo l’allarme di un imminente pericolo.

Un flusso continuo di dati sul livello di zucchero nel sangue arriva al cervello che provvede alle regolazioni.

Se c’è troppo zucchero, quello in eccesso è bruciato ed espulso.

Se ce n’è troppo poco, il fegato riceve l’ordine di liberare la giusta quantità di zucchero che tiene in riserva.

Il cervello deve conoscere il livello giusto di zucchero, che in media è di circa 90 centigrammi per litro di sangue.

Deve procedere in modo analogo per regolare la respirazione (quasi tutti respiriamo da 18 a 20 volte il minuto) e i battiti cardiaci (circa 70 il minuto) e per mantenere la temperatura corporea a circa 37°.

Il cervello inoltre deve essere in costante comunicazione con tutte le parti del corpo.

Le cellule nervose

Le sue attività sono il risultato delle attività combinate e coordinate di miliardi di cellule nervose.

Una cellula nervosa è un filo conduttore vivente che genera e trasporta rapidi impulsi elettrici.

Si mantiene “carica” e pronta ad agire aiutata da una batteria incorporata che funziona con una miscela di zucchero e d’ossigeno, ricaricandosi automaticamente.

Scatta – cioè lancia centinaia di impulsi al secondo – quando è sollecitata dagli impulsi che arrivano dagli organi di senso o da altre cellule nervose.

Questi segnali esterni penetrano nel corpo della cellula attraverso speciali fibre che sono di solito corte, sottili e molto ramificate.

Le fibre più sottili, di circa un millesimo di millimetro di diametro, hanno velocità massime di conduzione di circa un chilometro l’ora.

Nelle fibre più spesse, che sono circa dieci volte più spesse, gli impulsi nervosi corrono alla velocità di oltre 450 chilometri l’ora.

Le grosse fibre per le comunicazioni rapide collegano in genere le parti più lontane del sistema nervoso.

Le fibre sottili e lente servono per collegare zone vicine.

Così, se una cellula comunica con varie altre a diverse distanze, i messaggi tendono ad arrivare a tutti nello stesso tempo.

Ciò significa che le varie parti del sistema nervoso, largamente distribuite, possono essere contemporaneamente stimolate, inibite o messe in allarme.

Il cervello si serve di questa rete di comunicazioni per adattarci all’ambiente esterno.

Le fasi del funzionamento del cervello

Possiamo parlare di tre fasi.

1. Riceve messaggi dagli organi di senso.

2. Valuta questi messaggi sulla base delle precedenti esperienze, di ciò che sta succedendo e dei piani futuri.

3. Sceglie ed emette i messaggi diretti alla periferia per un’azione o per una serie di azioni.

Gli stimoli esterni

Il cervello ci mantiene in costante contatto con quello che avviene intorno a noi.

E’ eccitato da stimoli luminosi, sonori, odorosi e di altra natura.

Ogni stimolo provoca impulsi elettrici nei nervi che fanno capo al cervello, “scosse” che si propagano e fanno scattare una cellula dopo l’altra in una serie di reazioni a catena.

Gli organi di senso più lontani dal cervello sono quelli situati nelle dita dei piedi.

Le fibre che hanno origine in queste zone remote trasportano messaggi su caldo, freddo, tensione muscolare, tatto, dolore.

Si congiungono a fibre sempre più numerose provenienti dal piede, dalla gamba, dal ginocchio e dalla coscia.

Quando raggiungono la parte più bassa del midollo spinale, le fibre che si sono riunite hanno formato un grosso cordone.

Il cordone continua a ingrossarsi man mano che sale e che vi si uniscono molte altre fibre provenienti da altri organi del corpo verso il cervello.

Questo sottopone il cervello a continui stimoli.

Anche se i suoi circuiti sono meno attivi quando dormiamo, anche allora il cervello è impegnato in vari compiti: mantenere in funzione il cuore e i polmoni, sognare, restare in ascolto anche se con attenzione un po’ ridotta.

Il cervello, finché è vivo, non ha riposo.

Le sentinelle del cervello

Gli informatori del cervello sono gli organi del senso, dislocati nei punti strategici di tutto il corpo.

Nella pelle ci sono da tre a quattro milioni di strutture sensibili al dolore, mezzo milione di ricettori del tatto e della pressioni, più di 200.000 ricettori della temperatura.

Questi minuscoli organi – oltre a orecchie, occhi, naso e lingua – sono alcune delle nostre finestre aperte sul mondo esterno.

I dati sullo stato delle cose all’interno del corpo provengono da altri organi sensitivi che fanno origine a sensazioni di tensione muscolare, di fame, di sete, di nausea.

Il cervello ha altre zone sensorie: sulla sua corteccia, nella parte posteriore della testa, ci sono i centri visivi, costituiti da un mosaico di cellule nervose.

Ogni forma che vediamo attorno a noi dà origine a particolari formazioni, come le varie tessere di un mosaico.

Abbiamo anche centri olfattivi della corteccia, profondamente affondati nelle pareti della scissura tra gli emisferi cerebrali.

Ogni senso ha così la sua zona nella corteccia, il suo centro esclusivo nella centrale superiore del sistema nervoso.

In questo modo, il cervello seleziona i dati su cui si basa la sua attività.

I messaggi al cervello

Nei neuromessaggi, le serie di impulsi costituisco i singoli elementi di informazione.

Ma l’interpretazione dei segnali nervosi dipende sopratutto dalla zona in cui arrivano.

Sarebbero interpretati erroneamente se arrivassero in un punto sbagliato.

Se ascoltassimo una musica vivace e in qualche modo i segnali nervosi si immettessero in un circuito sbagliato, arrivando al centro visivo, anziché a quello auditivo, “vedremmo” la musica.

Tali scambi di circuiti avvengono davvero e possono essere conseguenza di interferenze fra le fibre nervose.

Dispersioni di corrente nel sistema nervoso possono causare vari disordini sensori.

Impulsi che passano da una fibra del tatto a una fibra auditiva vicina, per esempio, possono farci sentire rumori come di schianti quando battiamo un gomito.

Alcune sostanze medicinali aumentano, non sappiamo come, queste interferenze fra le fibre sensorie e le lesioni ai nervi possono avere lo stesso effetto.

I segnali che viaggiano su fibre adiacenti possono disturbarsi a vicenda.

Non conosciamo ancora il signifcato di questo effetto, ma alcuni indizi indicano che l’interfenza fra le fibre nervose dell’occhio destro e quelle dell’occhio sinistro sia in qualche modo legata con il meccanismo per cui vediamo gli oggetti come solidi a tre dimensioni.

L’incessante lavoro del cervello

Il cervello interviene di continuo a regolare e modificare la tensione di vari muscoli per consentirci di mantenere l’equilibrio e l’assetto del corpo.

Il solo fatto di stare in piedi costituisce un’acrobazia.

Tutti barcolliamo, seppur lievemente, quando siamo in piedi e una distrazione dei centri cerebrali che regolano l’equilibrio ci farebbe cadere.

Il cervello riceve messaggi che gli indicano la tensione di oltre duecento paia di muscoli contrapposti e ognuno di questi deve essere regolato con attenzione per stare in piedi.

Ogni azione, per quanto semplice, è realizzata da molte singole contrazioni muscolari e da movimenti.

Questi movimenti devono avvenire al giusto momento e nel giusto ordine.

E’ il cervello che regola la sequenza, coordinando ogni serie di movimenti in modo da farci muovere armonicamente.

Tutti i movimenti coordinati, sia quelli normali come il camminare o il guidare la macchina sia quelli che richiedono una maggiore abilità, si basano sul potere di integrazione del sistema nervoso.