Nucleo dell'analizzatore olfattivo. Nucleo dell'analizzatore del gusto

Il cervello umano è una sostanza unica in natura: possiamo dire che è al confine tra il materiale e lo spirituale. I principi del suo funzionamento sono ancora carichi di molti misteri, ma è qui che avviene l'elaborazione delle informazioni sensoriali provenienti dai sensi e la nascita dei pensieri.

Il cervello è costituito da centinaia di miliardi di cellule nervose, o neuroni, ciascuna delle quali realizza da una a diecimila connessioni. Questi punti di contatto tra i neuroni sono chiamati sinapsi; attraverso le sinapsi, le informazioni da un neurone vengono trasmesse agli altri. Foto (licenza Creative Commons): Robert Cudmore

Le sensazioni che proviamo attraverso i nostri sensi sono la nostra più importante fonte di informazioni sul mondo esterno e sul nostro stesso corpo. Qualsiasi restrizione su questo flusso è una prova difficile per una persona. Dopotutto, anche se l'udito e la vista sono in ordine, ma il loro proprietario siede in una remota cella buia, la principale fonte di sofferenza è che per questi sentimenti non esiste praticamente alcun oggetto di applicazione, tutta la vita è da qualche parte là fuori, dietro i muri . I bambini che, a causa della sordità e della cecità fin dalla prima infanzia, sono limitati nel ricevere informazioni, sperimentano ritardi nello sviluppo mentale. Se non vengono formati in tenera età e non vengono insegnate tecniche speciali che compensino questi difetti attraverso il senso del tatto, il loro sviluppo mentale diventerà impossibile.

Le sensazioni che sorgono come reazione del sistema nervoso a uno stimolo sono fornite dall'attività di speciali apparati nervosi: analizzatori. Ciascuno è composto da tre parti: una parte periferica chiamata recettore; nervi afferenti o sensoriali che conducono l'eccitazione ai centri nervosi; e gli stessi centri nervosi: le parti del cervello in cui avviene l'elaborazione degli impulsi nervosi.

Tuttavia, le sensazioni di una persona non sempre le danno un'idea corretta della realtà che la circonda, ci sono, per così dire, fenomeni sensoriali "falsi" che distorcono le irritazioni originarie o sorgono in assenza di qualsiasi irritazione; I medici praticanti spesso non prestano loro attenzione e li classificano come una stranezza o un'anomalia. I ricercatori interessati all'attività nervosa superiore, al contrario, hanno recentemente iniziato a prestare loro maggiore attenzione: il loro attento studio ci consente di acquisire nuove conoscenze sul funzionamento del cervello umano.

Vilayanur S. Ramachandran, professore all'Università della California, a San Diego e direttore del Center for Brain and Cognition, studia i disturbi neurologici causati da cambiamenti in piccole parti del cervello dei pazienti. Ha prestato particolare attenzione ai "falsi" fenomeni sensoriali nelle sue Reith Lectures del 2003, raccolte nel libro The Emerging Mind.

“Tutta la ricchezza della nostra vita mentale – i nostri stati d’animo, le emozioni, i pensieri, le vite preziose, i sentimenti religiosi e anche ciò che ognuno di noi considera essere il proprio sé – è semplicemente l’attività di piccoli granelli gelatinosi nelle nostre teste, in il nostro cervello”, scrive il professore.

Memoria di ciò che non esiste più

Una di queste sensazioni “false” sono gli arti fantasma. Un fantasma è un'immagine interna o un ricordo persistente di una parte del corpo, solitamente un arto, che persiste in una persona per mesi o addirittura anni dopo la sua perdita. I fantasmi sono conosciuti fin dall'antichità. Durante la guerra civile americana, questo fenomeno fu descritto in dettaglio dal neurologo americano Silas Mitchell (1829-1914), che per primo chiamò tali sensazioni nel 1871.

Una curiosa storia sui fantasmi è raccontata dal famoso neurologo e psicologo Oliver Sacks nel libro “L'uomo che scambiò sua moglie per un cappello”:

A un marinaio è stato amputato l'indice della mano destra in un incidente. Per i successivi quarant'anni fu tormentato dal fastidioso fantasma di questo dito, allungato e teso come durante l'incidente stesso. Ogni volta che si portava la mano al viso mentre mangiava o si grattava il naso, il marinaio aveva paura di cavargli un occhio. Sapeva benissimo che ciò era fisicamente impossibile, ma la sensazione era irresistibile.

Omuncolo motorio e sensoriale di Penfield. In alcune aree del cervello ci sono “rappresentazioni” dei muscoli della laringe, della bocca, del viso, delle braccia, del busto e delle gambe. È interessante notare che l'area della corteccia non è affatto proporzionale alla dimensione delle parti del corpo.

Il dottor Ramachandran ha lavorato con un paziente a cui era stato amputato il braccio sopra il gomito. Quando lo scienziato gli ha toccato la guancia sinistra, il paziente gli ha assicurato che sentiva dei tocchi sulla sua mano amputata, sia il pollice che il mignolo. Per capire perché ciò è accaduto, dovremmo ricordare alcune caratteristiche del nostro cervello.

L'omuncolo di Penfield

La corteccia cerebrale è un apparato altamente differenziato; la struttura delle sue varie aree è diversa. E i neuroni che compongono un determinato dipartimento spesso risultano così specifici da rispondere solo a determinati stimoli.

Alla fine del 19° secolo, i fisiologi trovarono una zona nella corteccia cerebrale di cani e gatti, dopo la stimolazione elettrica della quale si osservava una contrazione involontaria dei muscoli del lato opposto del corpo. È stato anche possibile determinare esattamente quali parti del cervello sono collegate a quale gruppo muscolare. Successivamente, quest'area motoria del cervello è stata descritta negli esseri umani. Si trova di fronte al solco centrale (rolandico).

Il neurologo canadese Wilder Graves Penfield (1891–1976) ha disegnato in questo luogo un omino buffo: un omuncolo con un'enorme lingua e labbra, pollici e piccole braccia, gambe e busto. C'è anche un omuncolo dietro il solco centrale, solo che non è motorio, ma sensoriale. Parti di quest'area della corteccia cerebrale sono associate alla sensibilità cutanea di varie parti del corpo. Successivamente è stata trovata un'altra "rappresentazione" motoria completa di un corpo più piccolo, responsabile del mantenimento della postura e di alcuni altri movimenti lenti e complessi.

I segnali tattili provenienti dalla superficie della pelle sul lato sinistro del torso umano vengono proiettati nell'emisfero destro del cervello, su una sezione verticale del tessuto corticale chiamata giro postcentrale (gyrus postcentralis). E la proiezione del viso sulla mappa della superficie del cervello si trova immediatamente dopo la proiezione della mano. A quanto pare, dopo l'operazione subita dal paziente di Ramachandran, la parte della corteccia cerebrale che si riferisce al braccio amputato, avendo smesso di ricevere segnali, ha iniziato a provare una fame di informazioni sensoriali. E i dati sensoriali provenienti dalla pelle del viso cominciarono a riempire il territorio vuoto adiacente. E ora toccare il viso era percepito dal paziente come toccare una mano perduta. La magnetoencefalografia ha confermato l'ipotesi di questo scienziato sulla trasformazione della mappa del cervello: infatti, toccando il viso del paziente si attiva non solo l'area del viso nel cervello, ma anche l'area della mano secondo la mappa di Penfield. Normalmente, toccare il viso attiva solo la corteccia facciale.

Successivamente, Ramachandran e i suoi colleghi, mentre studiavano il problema degli arti fantasma, incontrarono due pazienti che avevano subito l'amputazione della gamba. Entrambi hanno ricevuto sensazioni di arto fantasma dai loro genitali. Gli scienziati suggeriscono che alcune connessioni incrociate minori esistono anche normalmente. Questo potrebbe forse spiegare perché i piedi sono spesso considerati una zona erogena e percepiti da alcuni come un feticcio.

Questi studi hanno permesso di fare un presupposto molto importante secondo cui il cervello adulto ha un’enorme flessibilità e “plasticità”. È probabile che le affermazioni secondo cui le connessioni nel cervello si stabiliscono nella fase embrionale o nell'infanzia e non possono essere modificate in età adulta non siano vere. Gli scienziati non hanno ancora una chiara comprensione di come utilizzare esattamente la straordinaria “plasticità” del cervello adulto, ma si stanno facendo alcuni tentativi.

Il sergente Nicholas Paupore soffriva di dolore alla gamba destra fantasma che aveva perso in Iraq. La “terapia specchio” ha contribuito a risolvere il problema.
Pertanto, alcuni dei pazienti del dottor Ramachandran si sono lamentati del fatto che le loro mani fantasma si sentivano "insensibili" e "paralizzate". Anche Oliver Sacks ne ha parlato nel suo libro. Spesso in questi pazienti, anche prima dell'amputazione, il braccio era ingessato o paralizzato, cioè il paziente dopo l'amputazione si ritrovava con un braccio fantasma paralizzato, il suo cervello “ricordava” questa condizione. Quindi gli scienziati hanno cercato di superare in astuzia il cervello, il paziente ha dovuto ricevere un feedback visivo che il fantasma stava obbedendo ai comandi del cervello. Uno specchio è stato installato sul lato del paziente, in modo che quando lo guardava, vedeva il riflesso del suo arto sano, cioè vedeva due braccia funzionanti. Immaginate lo stupore dei partecipanti e degli organizzatori dell'esperimento quando il paziente non solo ha visto la mano fantasma, ma ne ha anche sentito i movimenti. Questa esperienza è stata ripetuta più volte, il feedback visivo ha davvero "rivitalizzato" i fantasmi e ha alleviato le spiacevoli sensazioni di paralisi, il cervello della persona ha ricevuto nuove informazioni - tutto andava bene, la mano si muoveva - e la sensazione di rigidità è scomparsa.

Sentimenti contrastanti, oppure Luria e il suo Sh.

Nel romanzo di Alfred Bester (1913–1987) “Tigre! Tigre!" Lo stato insolito dell'eroe è descritto:

Il colore era dolore, caldo, freddo, pressione, la sensazione di altezze insopportabili e profondità mozzafiato, accelerazioni colossali e compressioni mortali... L'odore era un tocco. La pietra calda odorava di velluto che accarezzava la guancia. Fumo e cenere gli sfregavano la pelle come un velluto a coste e ruvido... Foyle non era cieco, non era sordo, non sveniva. Si sentiva in pace. Ma le sensazioni emergevano filtrate attraverso un sistema nervoso distorto, confuso e in cortocircuito. Foyle era in preda alla sinestesia, quella rara condizione in cui i sensi percepiscono informazioni dal mondo oggettivo e le trasmettono al cervello, ma lì tutte le sensazioni sono confuse e mescolate tra loro.

La sinestesia non è affatto un’invenzione di Bester, come si potrebbe supporre. Questo è un fenomeno sensoriale in cui, sotto l'influenza dell'irritazione di un analizzatore, sorgono sensazioni caratteristiche di altri analizzatori, in altre parole, è una confusione di sentimenti.

Il famoso neurofisiologo Alexander Romanovich Luria (1902–1977) lavorò per diversi anni con un certo Sh., che aveva una memoria fenomenale. Nella sua opera "Un piccolo libro su una grande memoria", ha descritto in dettaglio questo caso unico. Durante le conversazioni con lui, Luria ha stabilito che Sh. aveva un'eccezionale gravità della sinestesia. Questa persona percepiva tutte le voci come colorate, i suoni evocavano sensazioni visive in Sh di varie tonalità (dal giallo brillante al viola), mentre i colori, al contrario, erano da lui percepiti come “squillanti” o “opachi”.

"Che voce gialla e friabile hai", disse una volta a L.S., che stava parlando con lui. Vygotskij. "Ma ci sono persone che parlano in modo multivocale, che emanano un'intera composizione, un bouquet", disse più tardi, "il defunto S.M. Eisenstein, come se una specie di fiamma con le vene si stesse avvicinando a me." “Per me 2, 4, 6, 5 non sono solo numeri. Hanno una forma. 1 è un numero acuto, indipendentemente dalla sua rappresentazione grafica, è qualcosa di completo, solido... 5 è completezza completa a forma di cono, torre, fondamentale, 6 è il primo dietro al “5”, biancastro. 8 - innocente, lattiginoso-bluastro, simile alla calce.

In psicologia sono ben noti i fatti dell '"udito colorato", che si verifica in molte persone, e soprattutto nei musicisti. Ogni nota fa sì che vedano un certo colore. Illustrazione: Oleg Sendyurev / “Around the World” basato sulla foto am y (licenza SXC)

Luria ha studiato questo caso unico per anni ed è giunta alla conclusione che il significato di queste sinestesie per il processo di memorizzazione era che i componenti sinestetici creavano lo sfondo di ogni memorizzazione, trasportando ulteriori informazioni "ridondanti" e garantendo l'accuratezza della memorizzazione.

I neuroscienziati del California Institute of Technology hanno recentemente riscontrato un curioso tipo di sinestesia. Hanno scoperto una nuova connessione simile: le persone sentono un ronzio quando guardano un breve salvaschermo. La neuroscienziata Melissa Saenz stava facendo visitare il suo laboratorio a un gruppo di studenti universitari. Davanti a un monitor progettato appositamente per “accendere” un determinato centro della corteccia visiva del cervello, uno degli studenti ha improvvisamente chiesto: “Qualcuno sente un suono strano?” Il giovane ha sentito qualcosa di simile a un fischio, sebbene l'immagine non fosse accompagnata da alcun effetto sonoro. Saenz non ha trovato una sola descrizione di questo tipo di sinestesia in letteratura, ma è rimasta ancora più sorpresa quando, dopo aver intervistato gli studenti dell'istituto via e-mail, ha scoperto altri tre studenti identici.

La musicista svizzera ha incuriosito i neuropsicologi dell'Università di Zurigo con le sue capacità uniche: quando ascolta la musica, sente gusti diversi. E la cosa interessante è che percepisce gusti diversi a seconda degli intervalli tra le note. Per lei la consonanza può essere agrodolce, salata, acida o cremosa. "Non immagina questi gusti, ma li sperimenta davvero", afferma la coautrice dello studio Michaela Esslen. La ragazza ha anche una forma più comune di sinestesia: vede i colori quando sente le note. Ad esempio, la nota "F" la fa vedere viola e "C" la fa vedere rossa. Gli scienziati ritengono che una straordinaria sinestesia possa aver contribuito alla carriera musicale della ragazza.

Cortocircuito cerebrale

La sinestesia fu descritta per la prima volta da Francis Galton (1822-1911) nel XIX secolo, ma non ricevette molta attenzione in neurologia e psicologia e per molto tempo rimase solo una curiosità. Per dimostrare che questo è davvero un fenomeno sensoriale, e non frutto dell'immaginazione di una persona che vuole attirare l'attenzione, Ramachandran e i suoi colleghi hanno sviluppato un test. Sullo schermo del computer apparvero due neri e cinque posizionati casualmente. È molto difficile per un non sinesteta isolare i contorni che formano i due. Un sinesteta può facilmente vedere che i numeri formano un triangolo, perché li vede a colori. Utilizzando test simili, Ramachandran e i suoi colleghi hanno scoperto che la sinestesia è molto più comune di quanto si pensasse in precedenza, colpendo circa una persona su duecento.

Ramachandran e il suo studente Edward Hubbard studiarono una struttura nel lobo temporale chiamata fusiforme (BNA). Questo giro contiene l'area colorata V4 (area visiva V4), che elabora le informazioni sul colore. Studi encefalografici hanno dimostrato che l'area delle cifre nel cervello che rappresenta i numeri visivi si trova direttamente dietro di essa, quasi a toccare l'area colorata. Ricordiamo che il tipo più comune di sinestesia sono i “numeri di colore”. Le aree numeriche e colorate sono molto vicine tra loro, nella stessa struttura cerebrale. Gli scienziati hanno suggerito che nei sinesteti ci siano intersezioni di aree, “attivazione incrociata” associata ad alcuni tipi di cambiamenti genetici nel cervello. Che i geni siano coinvolti è dimostrato dal fatto che la sinestesia è ereditaria.

Il tipo più comune di sinestesia sono i “numeri di colore”. Un sinesteta e un non sinesteta vedono la stessa immagine in modo diverso. Illustrazione: Edward Hubbard et al.

Ulteriori ricerche hanno dimostrato che ci sono anche sinesteti che vedono i giorni della settimana o i mesi a colori. Lunedì può sembrare rosso per loro, dicembre può sembrare giallo. Apparentemente, in queste persone c'è anche un'intersezione di regioni cerebrali, ma solo in altre parti del cervello.

È interessante notare che la sinestesia è molto più comune tra le persone creative: artisti, scrittori, poeti. Tutti loro sono uniti dalla capacità di pensare metaforicamente, dalla capacità di vedere connessioni tra cose dissimili. Ramachandran ipotizza che nelle persone inclini al pensiero metaforico, il gene che causa l’“attivazione incrociata” sia più diffuso e non sia localizzato solo in due aree del cervello, ma crei “iperconnessione”.

Gli arti fantasma e la sinestesia sono solo due esempi di fenomeni sensoriali il cui studio ha permesso agli scienziati di avanzare nella comprensione di come è strutturato e funziona il cervello umano. Ma esistono molte sindromi neurologiche simili, tra cui la "vista cieca", quando una persona che è cieca a causa di un danno cerebrale distingue tra oggetti che non vede, e la sindrome di Cotard, in cui alcuni pazienti si sentono morti a causa della il fatto che i centri emotivi sono disconnessi da tutte le sensazioni, la sindrome dell'“ignorare”, vari tipi di disestesia e molti altri. Lo studio di tali deviazioni aiuta a penetrare i misteri del cervello umano e a comprendere i misteri della nostra coscienza.

Tutte le circonvoluzioni e i solchi del cervello umano sono stati a lungo nominati e descritti. Negli atlanti neuroanatomici la stessa materia grigia della corteccia cerebrale è dipinta in diversi colori. Questa mappa a colori ha più di cento anni. E l'idea stessa che le funzioni mentali siano localizzate in punti diversi sulla superficie della corteccia cerebrale umana è nata a cavallo tra il XVIII e il XIX secolo. Il medico tedesco Franz Gall (1758-1828) creò le cosiddette mappe frenologiche del cervello, dove collocò le proprietà della psiche, che chiamò “capacità dell’anima”. Dal punto di vista della scienza moderna, le straordinarie mappe di Gall sono il frutto di conclusioni basate non su dati sperimentali, ma solo sulle sue stesse osservazioni. Tuttavia, gli scienziati hanno lottato per attuare la sua idea per due secoli.

Alla fine del XIX secolo, i fisiologi tedeschi scoprirono una zona nella corteccia cerebrale di cani e gatti, la cui stimolazione elettrica provocava la contrazione involontaria dei muscoli del lato opposto del corpo. Sono stati in grado di determinare con precisione in quali parti di questa zona sono rappresentati i diversi gruppi muscolari. Successivamente, questa zona (era chiamata motore) fu descritta nel cervello umano, si trova davanti al solco centrale (rolandico), che divide più profondamente la corteccia cerebrale in direzione trasversale; Qui, le rappresentazioni dei muscoli della laringe, della bocca, del viso, del braccio, del busto e della gamba sono posizionate in sequenza e l'area della corteccia non corrisponde affatto alla dimensione delle parti del corpo. Il neurologo canadese Wilder Graves Penfield ed E. Baldry, confrontandoli entrambi, hanno disegnato un omino buffo in questo posto: un omuncolo. Ha una lingua, labbra, pollici enormi e le sue braccia, gambe e busto sono molto piccoli. Dietro il solco centrale vive anche l'omuncolo simmetrico, solo che non è motorio, ma sensoriale. Parti di quest'area della corteccia cerebrale sono associate alla sensibilità cutanea di varie parti del corpo. Le aree motorie e sensoriali interagiscono strettamente tra loro, quindi sono solitamente considerate come un'unica corteccia sensomotoria. Successivamente si è scoperto che tutto era un po 'più complicato: i fisiologi hanno trovato un'altra rappresentazione motoria completa di un corpo più piccolo, responsabile del mantenimento della postura e di alcuni altri movimenti lenti complessi.

Anche tutti gli organi di senso hanno la loro rappresentanza autorizzata nella corteccia cerebrale. Ad esempio, nella regione occipitale del cervello umano c'è una corteccia visiva, nel lobo temporale c'è una corteccia uditiva e la rappresentazione olfattiva è sparsa in diverse parti del cervello. Nella corteccia sono presenti anche i cosiddetti campi associativi, dove avviene l'analisi e la sintesi delle informazioni provenienti dai campi primari degli organi di senso. I campi associativi sono più fortemente sviluppati negli esseri umani, specialmente quelli situati nel lobo frontale, i fisiologi associano a loro le manifestazioni più elevate della psiche: il pensiero, l'intelligenza; Già a metà del 19° secolo, lo scienziato francese Paul Broca e lo psichiatra tedesco Carl Wernicke scoprirono due aree nell'emisfero sinistro del cervello umano che sono legate alla parola se l'area di Broca è danneggiata: nel terzo inferiore inferiore giro frontale, il linguaggio del paziente è compromesso, ma se è interessata l'area di Wernicke - nel terzo posteriore del giro temporale superiore, il paziente può parlare, ma il suo discorso diventa privo di significato.

Quindi oggi i fisiologi sanno molto sulla struttura e sulle funzioni del cervello. Ma più imparano, più misteri rimangono. E nessuno dei ricercatori moderni può affermare di sapere come funziona il cervello. In termini di livello di contenuto informativo, le mappe cerebrali esistenti oggi possono probabilmente essere paragonate alle mappe geografiche del Medioevo, quando i contorni dei continenti somigliavano solo vagamente a quelli reali e le macchie bianche avevano un'area più grande di tutto altro. “E, cosa più importante, conoscendo approssimativamente la geografia, non abbiamo idea di cosa stia succedendo nei diversi “paesi”. Cosa fanno, come vivono", commenta il direttore dell'Istituto del cervello umano dell'Accademia russa delle scienze, membro corrispondente dell'Accademia russa delle scienze Svyatoslav Vsevolodovich Medvedev.

Il compito di rimuovere i punti vuoti da una mappa cerebrale e aumentarne la risoluzione è molto più difficile che riempire i punti vuoti della geografia. Soprattutto quando parliamo del cervello umano e delle manifestazioni più elevate della psiche umana. È davvero possibile proiettare sulla superficie del cervello i sentimenti umani, la tensione del pensiero, gli slanci della creatività? Si potrà mai dire: questa zona è responsabile delle decisioni, questo gruppo di cellule è responsabile del sentimento della bellezza, qui si annida l'invidia e qui inizia la zona dell'amore?

"È più corretto parlare non di mappatura del cervello, ma di mappatura delle funzioni cerebrali", spiega S.V. Medvedev. - La sfida è determinare dove si trovano i neuroni coinvolti nella risoluzione di un particolare compito e capire come queste parti del cervello interagiscono tra loro. Infine, il compito ultimo del neurofisiologo – obiettivo dal quale siamo ancora molto lontani – è correlare gli eventi che accadono nel cervello con ciò che pensa una persona, per decifrare i codici dell’attività nervosa superiore”.

Il cervello parla un linguaggio elettrico

I primi dati sulla localizzazione delle funzioni cerebrali superiori furono ottenuti nell'era dei "confronti clinici e anatomici", cioè osservazioni di pazienti che presentavano danni ad alcune aree del cervello. Poi, alla fine degli anni ’20, iniziò l’era del predominio della ricerca elettrofisiologica. I fisiologi hanno imparato a registrare l'attività elettrica del cervello - l'elettroencefalogramma (EEG) di una persona attraverso elettrodi posizionati sul cuoio capelluto (questo fu fatto per la prima volta dallo psichiatra austriaco Hans Berger nel 1929). Questo metodo divenne il principale nello studio del funzionamento del cervello e delle sue malattie: i primi elettrofisiologi credevano che con l'aiuto dell'EEG fosse possibile sapere tutto. In effetti, l'EEG riflette vari processi che si verificano nel cervello, ma la difficoltà è che registra l'attività elettrica totale, riassume e calcola la media del lavoro di un numero enorme di cellule nervose: i neuroni. E questo è il suo limite metodologico.

Poi sono comparsi altri metodi per studiare l'attività elettrica del cervello, ad esempio il metodo dei potenziali evocati: si tratta di onde elettriche che si presentano in alcune aree della corteccia cerebrale in risposta a una stimolazione specifica. Nella corteccia visiva compaiono in risposta a un lampo di luce, nella corteccia uditiva - in risposta al suono, ecc. Questo metodo ha dato molto allo studio della localizzazione delle funzioni nelle aree della corteccia cerebrale, e con il suo aiuto nella mappa del cervello è stato notevolmente perfezionato. Ma presenta anche dei limiti, soprattutto quando si studia il cervello umano.

Con lo sviluppo della tecnologia dei microelettrodi è diventato possibile registrare le scariche elettriche dei singoli neuroni. Ciò avviene, naturalmente, soprattutto negli esperimenti su animali da laboratorio. Una svolta nella ricerca sul cervello umano si è verificata quando è diventato possibile registrare l’attività elettrica dei neuroni umani direttamente dal cervello utilizzando elettrodi sottocorticali impiantati. L'accademica Natalya Petrovna Bekhtereva iniziò a utilizzare questo metodo all'inizio degli anni '60. Elettrodi sottili sono stati inseriti nel cervello del paziente per scopi terapeutici: con il loro aiuto è stato possibile influenzare in modo specifico le aree del cervello. Ma poiché un elettrodo viene impiantato nel cervello del paziente, dobbiamo sfruttare questa opportunità e ottenere da lui il massimo delle informazioni. Un elettrodo di questo tipo registra l'attività dei neuroni circostanti e questo è un livello di risoluzione completamente diverso da quello che si può ottenere da un elettrodo situato sulla superficie della testa.

I neuroni sono “alfabetizzati” e “creativi”

Con l'aiuto di elettrodi sottocorticali impiantati, i fisiologi dell'Istituto del cervello umano dell'Accademia delle scienze russa sono riusciti a imparare molto su come il cervello affronta la parola. Come già accennato, le aree di Broca e Wernicke relative al discorso sono note da molto tempo. "È più corretto limitarci alla definizione di "relativo al discorso", piuttosto che usare l'espressione "zona del discorso", sottolinea S.V. Medvedev. - Ricordi la battuta sullo scarafaggio che, a quanto pare, ha "orecchie sulle zampe"? Dobbiamo renderci conto che le aree di Broca e Wernicke potrebbero non essere il centro del discorso, ma una sorta di interfaccia”.

In un luogo completamente diverso nella corteccia cerebrale, i ricercatori hanno trovato un rilevatore della correttezza grammaticale di una frase significativa. Un gruppo di neuroni aumenta la propria attività elettrica se la frase che il soggetto sente è grammaticalmente corretta, mentre la diminuisce quando è grammaticalmente errata. Se a un soggetto vengono presentate le frasi “nastro blu” e “nastro blu”, questi neuroni “alfabetizzati” noteranno immediatamente la differenza. Un altro gruppo di neuroni distingue tra parole della lingua madre, parole foneticamente simili ad esse e parole straniere. "Ciò significa che la popolazione neurale analizza quasi istantaneamente la struttura fonetica della parola e la classifica nei seguenti tipi: "Capisco", "Non capisco, ma qualcosa di familiare" e "Non capisco affatto, ", dice S.V. Medvedev. A questo proposito, sorge la domanda se questi neuroni funzionino allo stesso modo o in modo diverso nelle persone dotate di alfabetizzazione innata e in coloro che hanno problemi con questa. Molto probabilmente, ci sono delle differenze, ma per dare una risposta accurata è necessario reclutare molti soggetti.

"Abbiamo trovato gruppi di neuroni che distinguono tra parole concrete e astratte, neuroni che sembrano essere responsabili del conteggio", spiega ulteriormente Svyatoslav Vsevolodovich. - Abbiamo identificato le aree del cervello associate alla generalizzazione e al processo decisionale. Tutti i sistemi neuronali sono caratterizzati da polifunzionalità: ciò significa che le stesse cellule possono partecipare a funzioni diverse. La specializzazione dei neuroni è relativa: a seconda della situazione possono assumersi responsabilità diverse. Ad esempio, quando muore il capitano di una nave, il suo posto viene preso da un navigatore o da qualcun altro. Pertanto, il cervello è un sistema molto flessibile”. I neuroni perdono la capacità di essere intercambiabili nel tempo e diventano più specializzati. Un bambino piccolo non può camminare e parlare allo stesso tempo; se lo chiami, inciamperà e cadrà. Il fatto è che tutta la sua corteccia è occupata dall'uno o dall'altro. Lo studente non deve essere distratto durante la lezione, altrimenti non imparerà il materiale. Con il passare del tempo si verifica una divisione sempre maggiore dei territori del cervello, per cui un adulto può contemporaneamente guidare un'auto e portare avanti una conversazione, parlare al telefono e guardare documenti, ecc.

N.P. Bekhtereva e i suoi collaboratori hanno scoperto dei neuroni nel cervello che funzionano come rilevatori di errori. Qual è il loro ruolo? Reagiscono a qualsiasi violazione della sequenza stereotipata di azioni. “Esci di casa e per strada senti: “Qualcosa non va...” spiega S.V. Medvedev. "Esatto, si sono dimenticati di spegnere la luce in bagno." I neuroni rilevatori di errori si trovano in diverse parti del cervello: nella corteccia parietale dell'emisfero destro, nel solco Rolandico, nelle aree parietale superiore e parietotemporale della corteccia, nel giro del cingolo.

Ma anche il metodo degli elettrodi impiantati presenta dei limiti. Gli elettrodi, ovviamente, non vengono impiantati ovunque dove i fisiologi li vorrebbero, ma solo dove necessario per indicazioni cliniche. Ciò non significa che guardiamo dove è più luminoso e non dove ci siamo persi?

Lo scanner cerebrale funziona con positroni

I raggi X tradizionalmente utilizzati in medicina per ottenere un'immagine del cervello non sono il metodo migliore. Con l’avvento della risonanza magnetica (MRI) sono emerse possibilità completamente diverse. L'Istituto del cervello umano dell'Accademia russa delle scienze utilizza attivamente il metodo della tomografia a emissione di positroni (PET). Entrambi i metodi forniscono immagini del cervello. Qual'è la differenza tra loro?

La risonanza magnetica si basa sulle proprietà di alcuni nuclei atomici, principalmente i nuclei degli atomi di idrogeno, quando posti in un campo magnetico per assorbire energia nella gamma delle radiofrequenze ed emetterla dopo la cessazione dell'esposizione al segnale a radiofrequenza. A seconda dell '"ambiente", cioè delle proprietà del tessuto biologico in cui si trovano questi nuclei, l'intensità della loro radiazione cambia. Pertanto, è possibile vedere immagini di varie strutture cerebrali. L'essenza del metodo PET è monitorare quantità piccolissime di una sostanza marcata con un isotopo radioattivo a vita ultrabreve (emivita - minuti). L'isotopo emette positroni, che si annichilano con gli elettroni, emettendo due raggi gamma, e volano via in direzioni opposte. Se registri questi raggi gamma con un rilevatore, puoi determinare la posizione degli atomi della sostanza etichettata. La sostanza viene scelta in modo che la sua concentrazione rifletta l'attività delle cellule cerebrali. Ad esempio, se la concentrazione di glucosio radiomarcato aumenta da qualche parte, ciò significa che i neuroni lo consumano attivamente e quindi lavorano attivamente. Se in questo momento il soggetto esegue un compito, vediamo quali aree del cervello sono coinvolte nella sua attuazione. Il metodo PET consente l'utilizzo di isotopi a vita breve (O, N, C, F), poco dannosi per il paziente.

Usando la PET, puoi anche osservare i cambiamenti nel flusso sanguigno cerebrale durante un particolare comportamento. Quando viene attivata qualsiasi area del cervello, il sangue vi scorre attivamente. Se l'acqua marcata con ossigeno radioattivo viene iniettata in una vena, entra nei vasi del cervello e può essere registrata. Dove c’è più ossigeno etichettato, scorre più sangue, il che significa che è lì che aumenta l’attività.

Dagli avamposti grammaticali ai labirinti della creatività

Utilizzando le scansioni PET, i ricercatori hanno continuato a studiare il linguaggio umano utilizzando l'intero cervello. Hanno visto dove vengono elaborate le informazioni vocali: le singole parole, il significato del testo, dove vengono memorizzate. Hanno dimostrato che la corteccia extrastriata mediale è coinvolta nell'elaborazione della struttura ortografica delle parole, e una parte significativa della corteccia temporale superiore sinistra (area di Wernicke) è probabilmente coinvolta nell'analisi semantica. L'ordine delle parole viene analizzato dalla corteccia temporale antero-superiore. Quando a una persona viene mostrato un testo coerente senza nemmeno chiedergli di leggerlo (bastava contare quante volte appare una lettera), il flusso sanguigno cerebrale aumenta, il che significa che il cervello è coinvolto nel lavoro linguistico. (Se vengono presentate parole mescolate in ordine casuale, il cervello non reagisce in questo modo.)

Anche il processo “divino” della creatività si è rivelato decifrabile, almeno dai fisiologi del laboratorio di N.P. Bekhtereva si è avvicinato a questo. A una persona viene assegnato un compito creativo, ad esempio, comporre una storia da un insieme di parole e in tempo reale vede quali aree del cervello iniziano a lavorare attivamente. Si è scoperto che l'attività creativa è accompagnata principalmente da cambiamenti nelle connessioni tra le diverse aree del cervello. La maggior parte delle nuove connessioni compaiono nella zona temporale anteriore sinistra con le zone anteriori della corteccia, mentre con le zone posteriori, al contrario, la connessione è indebolita. Le connessioni tra le strutture parietale e occipitale vengono perse. E tutto ciò accade proprio quando si esegue un compito creativo, ma se il compito è privo di elementi creativi, tali cambiamenti non si verificano. Il flusso sanguigno cerebrale locale aumenta nella corteccia prefrontale destra durante un compito più creativo rispetto a uno meno creativo. Da ciò, gli scienziati concludono che questa particolare area è direttamente correlata alla “creatività”.

I ricercatori sono interessati anche al fenomeno dell'attenzione involontaria: ad esempio, una persona guida un'auto, ascolta la radio, parla e improvvisamente reagisce istantaneamente ai colpi del motore, indicando che qualcosa non va nel motore. In due laboratori utilizzando due metodi diversi: S.V. Medvedev utilizzando il metodo PET e Yu.D. Kropotov, utilizzando il metodo degli elettrodi impiantati, ha scoperto le stesse zone in cui avviene l'attivazione in tali momenti: nella corteccia temporale e frontale. L'attivazione avviene in risposta a una mancata corrispondenza tra gli stimoli attesi e quelli effettivi, ad esempio quando il suono di un motore non è quello che dovrebbe essere. Un altro fenomeno è l'attenzione selettiva, che aiuta una persona, nel continuo ronzio di voci a un cocktail, a seguire il discorso di un interlocutore, quello che gli interessa. Apparentemente, in questo caso la corteccia prefrontale è responsabile della focalizzazione dell'attenzione spaziale. Sintonizza la corteccia uditiva destra o sinistra, a seconda di quale orecchio riceve informazioni importanti.

Quando si parla di mappatura del cervello, è importante capire che il cervello, in senso stretto, non è diviso in aree chiaramente delimitate, ciascuna delle quali è responsabile solo della propria funzione. Tutto è molto più complicato, poiché nel processo di esecuzione di qualsiasi funzione, i neuroni di diverse aree interagiscono tra loro, formando una rete neurale. Lo studio del modo in cui i singoli neuroni si combinano in una struttura e la struttura in un sistema e nell'intero cervello è un compito per il futuro.

"La PET è uno strumento potente per studiare quasi tutte le funzioni, ma da sola non è sufficiente", afferma S.V. Medvedev. - Lo scopo della PET è rispondere alla domanda "dove?", e per rispondere alla domanda "cosa sta succedendo?", la PET dovrebbe essere combinata con metodi elettrofisiologici. Insieme ai fisiologi britannici abbiamo creato un sistema per l'analisi parallela di PET ed EEG, che si completano a vicenda. Questo approccio è probabilmente il futuro”.

Un anno fa ( articolo pubblicato nel 2004 - P.Z. ) un gruppo di scienziati provenienti da sei paesi ha annunciato la creazione di una mappa computerizzata tridimensionale del cervello umano, che può essere utilizzata per determinare la predisposizione di una persona a determinate malattie. I creatori della mappa credono di poter già associare alcune malattie, come il morbo di Alzheimer o l'autismo, a diverse parti della corteccia cerebrale. Ora sono impegnati a chiarire i dettagli della loro invenzione.

La seconda ipostasi del gene

All'inizio degli anni '50 del secolo scorso, nacque l'idea che la memoria non può essere limitata solo ai processi elettrici: per la conservazione a lungo termine delle informazioni nel cervello, deve essere preservata in forma chimica. Sebbene a quel tempo esistessero ancora idee molto generali sul genoma cellulare, nacque l'idea che esso non solo memorizzi informazioni ereditarie, ma partecipi anche alla conservazione delle informazioni acquisite durante la vita.

Per verificarlo, dovevamo vedere se l’apprendimento innescava la sintesi degli acidi nucleici e delle proteine ​​nel cervello. Dopo che il principio del genoma – DNA → RNA → proteina – è diventato noto, gli esperimenti sono diventati più mirati. E questo è quello che è successo. Immediatamente dopo che agli animali viene insegnata un’abilità, la sintesi dell’RNA aumenta nel loro cervello. (Per rilevarlo, sono stati iniettati precursori di RNA marcati radioattivamente.) Ciò è accaduto con i topi addestrati a evitare la scossa elettrica in risposta a un segnale sonoro, con i polli che hanno sviluppato un'impronta su un oggetto e con i pesci rossi addestrati a nuotare con una zattera attaccata all'addome. E se la sintesi dell’RNA viene rallentata, gli animali commettono molti errori o non sono in grado di apprendere affatto l’abilità.

Allo stesso tempo, nel cervello vengono sintetizzate anche nuove proteine: ciò è stato determinato anche dall'inclusione di isotopi radioattivi. I bloccanti della sintesi proteica interrompono la memoria a lungo termine senza influenzare la memoria a breve termine. Da ciò diventa chiaro come funzionano i geni: quando viene formato su un modello di DNA, viene sintetizzato l'RNA che, a sua volta, genera nuove proteine. Queste proteine ​​entrano in azione poche ore dopo l'acquisizione dell'informazione e ne garantiscono la conservazione. E gli iniziatori di tutti questi eventi sono i processi elettrici che si verificano sulla membrana della cellula nervosa.

Un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Sistemagenesi dell'Istituto di Fisiologia Normale dell'Accademia Russa delle Scienze Mediche, guidato dal Dottore in Scienze Mediche, membro corrispondente dell'Accademia Russa delle Scienze Mediche K.V. Anokhina si è posta il compito di trovare metodi di ricerca che consentissero di studiare simultaneamente l'attività delle cellule nervose in tutto il cervello in relazione a qualsiasi comportamento o attività cognitiva. "Quando abbiamo iniziato il nostro lavoro, eravamo convinti che le informazioni dalle sinapsi vengano trasmesse a un livello più profondo: penetrano nel nucleo della cellula e in qualche modo modificano il funzionamento dei geni", afferma Konstantin Vladimirovich. "Resta da trovare questi geni".

Va detto che una miriade di geni funziona nelle cellule cerebrali: negli esseri umani, la metà di tutti i geni studiati sono espressi solo lì. Il compito era trovare tra tutta la loro moltitudine quelli chiave coinvolti nella memorizzazione di nuove informazioni. La ricerca ebbe successo a metà degli anni '80, quando K.V. Anokhin e i suoi colleghi hanno prestato attenzione ai cosiddetti “geni precoci immediati”. Hanno ricevuto questo nome per la loro capacità di rispondere per primi agli stimoli extracellulari. Il ruolo dei geni "precoci" è quello di "svegliare" altri geni tardivi. I loro prodotti - proteine ​​regolatrici - fattori di trascrizione, agiscono su sezioni della molecola di DNA e innescano il processo di trascrizione - riscrivendo le informazioni dal DNA all'RNA. Alla fine, i geni “tardivi” sintetizzano le loro proteine, che provocano i cambiamenti necessari nella cellula, ad esempio la formazione di nuove connessioni neuronali.

Il gene più curioso

Di tutto il gruppo dei geni “primitivi”, i ricercatori erano più interessati al gene c-fos K.V. Anokhin e i suoi colleghi studiano il ruolo di questo gene nell'apprendimento dal 1987: secondo loro, è adatto al ruolo di sonda universale per la mappatura del cervello. "Questo gene ha diverse proprietà uniche", spiega K.V. Anokhin - In primo luogo, in uno stato cellulare calmo è silenzioso, praticamente non ha alcun "livello di fondo" di attività. In secondo luogo, se nella cellula iniziano nuovi processi di informazione, questa risponde molto rapidamente producendo RNA e proteine. In terzo luogo, è universale, cioè è attivato in varie parti del sistema nervoso centrale, dal midollo spinale alla corteccia. In quarto luogo, la sua attivazione è associata all’apprendimento, cioè alla formazione dell’esperienza individuale”. Per dimostrare l'ultima affermazione, gli scienziati hanno condotto dozzine di esperimenti, verificando sotto quali influenze specifiche c-fos uscirà dal nascondiglio e inizierà ad agire. Si è scoperto che il gene non risponde a stimoli molto forti, come luce, suono o dolore, nei casi in cui l'effetto non contiene elementi di novità. Ma non appena la situazione si arricchisce di nuove informazioni, il gene immediatamente “si sveglia”.

Ad esempio, in un esperimento, i topi sono stati posti in una camera dove hanno dovuto sopportare una serie di stimolazioni elettrodermiche deboli ma spiacevoli. In risposta a ciò, in diverse aree del cervello - nella corteccia, nell'ippocampo e nel cervelletto - c-fos. Tuttavia, se questa procedura viene eseguita quotidianamente, il sesto giorno il gene non risponde più. I topi reagiscono ancora alla scossa elettrica, ma per loro non si tratta più di un evento nuovo, bensì atteso. Puoi riattivarti c-fos, se metti ancora una volta i topi nella camera - e non li sottoponi alla procedura già familiare. In entrambi i casi, il gene segnala un evento quando gli stimoli esterni non sono coerenti con la matrice della memoria individuale. Tale discrepanza si verifica con qualsiasi assimilazione di nuove informazioni e quindi c-fos- un compagno inevitabile dei processi cognitivi nel cervello.

Un altro esperimento ha coinvolto pulcini appena nati, che sono stati divisi in quattro gruppi. I pulcini del primo gruppo sono nati al buio e non hanno mai visto la luce, il secondo gruppo è stato più fortunato - è stato tenuto sotto un normale ciclo di luce di 12 ore, i pulcini del terzo gruppo sono stati trasferiti in un ambiente visivo arricchito subito dopo la nascita , e i pulcini del quarto gruppo sono stati prima tenuti in condizioni normali e il secondo giorno sono stati trasferiti in un mezzo arricchito. L'espressione genica è stata valutata in tutti i polli sperimentali c-fos il secondo giorno dopo la schiusa. Quello che è successo? I primi tre gruppi, nonostante le condizioni così diverse in cui hanno trascorso due giorni della loro breve vita, c-fos non si è mostrato. Ma nel quarto gruppo, che ha cambiato l'ambiente in uno visivamente arricchito, c-fosè diventato più attivo. Per loro era una novità, mentre le galline del terzo gruppo si erano già abituate.

Espressione c-fosè aumentato e nei pulcini che hanno beccato il tallone che li interessava, si è rivelato amaro, e i pulcini hanno imparato a evitarlo in futuro. Ma in generale si è scoperto che l'attivazione dei geni non dipende affatto dal successo dell'apprendimento e accompagna allo stesso modo azioni errate. Gene c-fos Inoltre reagisce semplicemente ad un nuovo oggetto: per attivarlo è sufficiente presentare un nuovo oggetto all'animale per soli 10 secondi.

I ricercatori lo hanno suggerito c-fos e altri geni precoci sono il vero ponte attraverso il quale l'esperienza individuale di un animale interagisce con il suo apparato genetico.

Cosa ti dice la mappa genetica del cervello?

Come “catturare” l'espressione genica? Può essere rilevato dalla sintesi di molecole di RNA. A questo scopo viene utilizzata la cosiddetta ibridazione in situ, un metodo che consente di vedere i luoghi in cui avviene la sintesi di determinati RNA. Il prodotto proteico di un gene può essere reso visibile legandolo ad anticorpi specifici e colorandolo. Tutto questo, naturalmente, avviene dopo che il cervello dell’animale è stato fissato e da esso sono state ricavate sezioni sottili. Lo stesso viene fatto per rilevare l'espressione. c-fos. Agli sperimentatori restano da un'ora e mezza a due ore dopo l'addestramento dell'animale, fino alla concentrazione delle proteine c-fos nel suo cervello è al suo apice.

Durante qualsiasi processo cognitivo, molti neuroni in aree diverse iniziano a lavorare in modo sincrono nel cervello. Avendo uno strumento come una sonda genetica, puoi vedere quali neuroni sono coinvolti in questo processo. "Ad esempio, possiamo vedere una differenza nel funzionamento del cervello di un topo quando vede un altro topo e quando vede un gatto", dice Konstantin Vladimirovich. - In altre parole, per scoprire quali strutture cerebrali vede come un topo e quali come un gatto. Allo stesso modo, quando una persona vede sullo schermo un volto familiare, come Bill Clinton, i “neuroni di riconoscimento di Bill Clinton” nel suo cervello vengono attivati. Sebbene il cervello umano sia, ovviamente, molto più difficile da studiare utilizzando le sonde genetiche. Ad oggi, gli scienziati non hanno ancora messo a punto metodi per l’imaging intravitale dell’espressione genica nel cervello. “In un'opera è stato possibile registrare l'espressione c-fos una persona in un pezzo di tessuto cerebrale prelevato per l'analisi bioptica, dice K.V. Anokhin. - Altri ricercatori sono riusciti a vederlo dopo la morte cerebrale. Ma ovviamente questo non è esattamente lo stesso di un cervello vivente”.

Se viene creata una mappa genetica del cervello, mostrerà quali strutture cerebrali sono responsabili delle diverse forme di memoria. Guardando la mappa genetica, un neurofisiologo vedrà immediatamente dove esattamente i neuroni devono essere studiati, ad esempio registrando la loro attività elettrica. Gli scienziati del dipartimento di sistemagenesi proprio con l'aiuto c-fos hanno scoperto quali aree del cervello dei polli sono responsabili dell’imprinting. Il metodo ha anche importanti applicazioni pratiche: può essere utilizzato per la ricerca di farmaci che potenzialmente migliorino la memoria (del resto, sono proprio tali sostanze che dovrebbero stimolare l'attivazione c-fos), o studiare come l'alcol e le droghe influenzano il cervello.

I ricercatori hanno condotto dozzine di esperimenti con una varietà di modelli di apprendimento: alimentare e difensivo, classico e strumentale, con stimoli visivi, uditivi, gustativi e altri, apprendimento singolo e ripetuto. Agli esperimenti hanno preso parte topi, ratti, polli e altri animali. È stato riscontrato che diversi tipi di apprendimento coinvolgono diverse parti del cervello, ma ce ne sono anche di sempre coinvolte, ad esempio la corteccia cingolata.

Finora i fisiologi non sono arrivati ​​​​al punto di spiegare in dettaglio il meccanismo di attivazione dei geni, cioè ammettono di non sapere del tutto come funziona una cellula nervosa. Forse, ricevendo un'influenza esterna, lo confronta con il modello esistente e, in caso di disadattamento, innesca il meccanismo genetico. Questa è l’ipotesi ad oggi più convincente.

Ovviamente, col tempo appariranno nuove capacità tecniche per la mappatura genetica. È già possibile studiare l'espressione di diversi geni in un volume tridimensionale del cervello. L’anno scorso, uno dei fondatori di Microsoft, Paul Allen, ha stanziato 100 milioni di dollari per creare uno speciale centro di ricerca incaricato di mappare l’espressione di tutti i geni che lavorano lì su una mappa del cervello di un topo. Risolvere questo problema richiederà più di un anno di duro lavoro, ma risolverlo è un obiettivo molto allettante, poiché è la strada per comprendere come i geni controllano la funzione e il comportamento del cervello, anche negli esseri umani.

Candidato di Scienze Biologiche N. Markina
"Chimica e vita - XXI secolo"

Le sensazioni che proviamo attraverso i nostri sensi sono la nostra più importante fonte di informazioni sul mondo esterno e sul nostro stesso corpo. Qualsiasi restrizione su questo flusso è una prova difficile per una persona. Dopotutto, anche se l'udito e la vista sono buoni, ma il loro proprietario siede in una remota cella buia, la principale fonte di sofferenza è che per questi sentimenti non esiste praticamente alcun oggetto di applicazione, tutta la vita è da qualche parte là fuori, dietro i muri. I bambini che, a causa della sordità e della cecità fin dalla prima infanzia, sono limitati nel ricevere informazioni, sperimentano ritardi nello sviluppo mentale. Se non vengono formati in tenera età e non vengono insegnate tecniche speciali che compensino questi difetti attraverso il senso del tatto, il loro sviluppo mentale diventerà impossibile.

Le sensazioni che sorgono come reazione del sistema nervoso a uno stimolo sono fornite dall'attività di speciali apparati nervosi: analizzatori. Ciascuno è composto da tre parti: una parte periferica chiamata recettore; nervi afferenti o sensoriali che conducono l'eccitazione ai centri nervosi; e gli stessi centri nervosi: le parti del cervello in cui avviene l'elaborazione degli impulsi nervosi.

Tuttavia, le sensazioni di una persona non sempre le danno un'idea corretta della realtà che la circonda, ci sono, per così dire, fenomeni sensoriali "falsi" che distorcono le irritazioni originarie o sorgono in assenza di qualsiasi irritazione; I medici praticanti spesso non prestano loro attenzione e li classificano come una stranezza o un'anomalia. I ricercatori interessati all'attività nervosa superiore, al contrario, hanno recentemente iniziato a prestare loro maggiore attenzione: il loro attento studio ci consente di acquisire nuove conoscenze sul funzionamento del cervello umano.

Vilayanur S. Ramachandran, professore all'Università della California, a San Diego e direttore del Center for Brain and Cognition, studia i disturbi neurologici causati da cambiamenti in piccole parti del cervello dei pazienti. Ha prestato particolare attenzione ai "falsi" fenomeni sensoriali nelle sue Reith Lectures del 2003, raccolte nel libro The Emerging Mind.

“Tutta la ricchezza della nostra vita mentale – i nostri stati d’animo, le emozioni, i pensieri, le vite preziose, i sentimenti religiosi e anche ciò che ognuno di noi considera essere il proprio sé – è semplicemente l’attività di piccoli granelli gelatinosi nelle nostre teste, in il nostro cervello.” – scrive il professore.

Memoria di ciò che non esiste più

Una di queste sensazioni “false” sono gli arti fantasma. Un fantasma è un'immagine interna o un ricordo persistente di una parte del corpo, solitamente un arto, che persiste in una persona per mesi o addirittura anni dopo la sua perdita. I fantasmi sono conosciuti fin dall'antichità. Durante la guerra civile americana, questo fenomeno fu descritto in dettaglio dal neurologo americano Silas Weir Mitchell (1829-1914), che nel 1871 chiamò per primo tali sensazioni arti fantasma.

Una curiosa storia sui fantasmi è raccontata dal famoso neurologo e psicologo Oliver Sacks nel libro “L'uomo che scambiò sua moglie per un cappello”:

A un marinaio è stato amputato l'indice della mano destra in un incidente. Per i successivi quarant'anni fu tormentato dal fastidioso fantasma di questo dito, allungato e teso come durante l'incidente stesso. Ogni volta che si portava la mano al viso mentre mangiava o si grattava il naso, il marinaio aveva paura di cavargli un occhio. Sapeva benissimo che ciò era fisicamente impossibile, ma la sensazione era irresistibile.

Il dottor Ramachandran ha lavorato con un paziente a cui era stato amputato il braccio sopra il gomito. Quando lo scienziato gli ha toccato la guancia sinistra, il paziente gli ha assicurato che sentiva dei tocchi sulla sua mano amputata, sia il pollice che il mignolo. Per capire perché ciò è accaduto, dovremmo ricordare alcune caratteristiche del nostro cervello.

L'omuncolo di Penfield

La corteccia cerebrale è un apparato altamente differenziato; la struttura delle sue varie aree è diversa. E i neuroni che compongono un determinato dipartimento spesso risultano così specifici da rispondere solo a determinati stimoli.

Alla fine del 19° secolo, i fisiologi trovarono una zona nella corteccia cerebrale di cani e gatti, dopo la stimolazione elettrica della quale si osservava una contrazione involontaria dei muscoli del lato opposto del corpo. È stato anche possibile determinare esattamente quali parti del cervello sono collegate a quale gruppo muscolare. Successivamente, quest'area motoria del cervello è stata descritta negli esseri umani. Si trova di fronte al solco centrale (rolandico).

Il neurologo canadese Wilder Graves Penfield (1891-1976) ha disegnato in questo luogo un omino buffo: un omuncolo con un'enorme lingua e labbra, pollici e piccole braccia, gambe e busto. C'è anche un omuncolo dietro il solco centrale, solo che non è motorio, ma sensoriale. Parti di quest'area della corteccia cerebrale sono associate alla sensibilità cutanea di varie parti del corpo. Successivamente è stata trovata un'altra "rappresentazione" motoria completa di un corpo più piccolo, responsabile del mantenimento della postura e di alcuni altri movimenti lenti e complessi.

I segnali tattili provenienti dalla superficie della pelle sul lato sinistro del torso umano vengono proiettati nell'emisfero destro del cervello, su una sezione verticale del tessuto corticale chiamata giro postcentrale (gyrus postcentralis). E la proiezione del viso sulla mappa della superficie del cervello si trova immediatamente dopo la proiezione della mano. A quanto pare, dopo l'operazione subita dal paziente di Ramachandran, la parte della corteccia cerebrale che si riferisce al braccio amputato, avendo smesso di ricevere segnali, ha iniziato a provare una fame di informazioni sensoriali. E i dati sensoriali provenienti dalla pelle del viso cominciarono a riempire il territorio vuoto adiacente. E ora toccare il viso era percepito dal paziente come toccare una mano perduta. La magnetoencefalografia ha confermato l’ipotesi di questo scienziato sulla trasformazione della mappa del cervello: infatti, toccando il viso del paziente si attiva non solo l’area del viso nel cervello, ma anche l’area della mano secondo la mappa di Penfield. Normalmente, toccare il viso attiva solo la corteccia facciale.

Successivamente, Ramachandran e i suoi colleghi, mentre studiavano il problema degli arti fantasma, incontrarono due pazienti che avevano subito l'amputazione della gamba. Entrambi hanno ricevuto sensazioni di arto fantasma dai loro genitali. Gli scienziati suggeriscono che alcune connessioni incrociate minori esistono anche normalmente. Questo potrebbe forse spiegare perché i piedi sono spesso considerati una zona erogena e percepiti da alcuni come un feticcio.

Questi studi hanno permesso di fare un presupposto molto importante secondo cui il cervello adulto ha un’enorme flessibilità e “plasticità”. È probabile che le affermazioni secondo cui le connessioni nel cervello si stabiliscono nella fase embrionale o nell'infanzia e non possono essere modificate in età adulta non siano vere. Gli scienziati non hanno ancora una chiara comprensione di come utilizzare esattamente la straordinaria “plasticità” del cervello adulto, ma si stanno facendo alcuni tentativi.

Pertanto, alcuni dei pazienti del dottor Ramachandran si sono lamentati del fatto che le loro mani fantasma si sentivano "insensibili" e "paralizzate". Anche Oliver Sacks ne ha parlato nel suo libro. Spesso in questi pazienti, anche prima dell'amputazione, il braccio era ingessato o paralizzato, cioè il paziente dopo l'amputazione si ritrovava con un braccio fantasma paralizzato, il suo cervello “ricordava” questa condizione. Quindi gli scienziati hanno cercato di superare in astuzia il cervello, il paziente ha dovuto ricevere un feedback visivo che il fantasma stava obbedendo ai comandi del cervello. Uno specchio è stato installato sul lato del paziente, in modo che quando lo guardava, vedeva il riflesso del suo arto sano, cioè vedeva due braccia funzionanti. Immaginate lo stupore dei partecipanti e degli organizzatori dell'esperimento quando il paziente non solo ha visto la mano fantasma, ma ne ha anche sentito i movimenti. Questa esperienza è stata ripetuta più volte, il feedback visivo ha davvero "rivitalizzato" i fantasmi e ha alleviato le spiacevoli sensazioni di paralisi, il cervello della persona ha ricevuto nuove informazioni - tutto andava bene, la mano si muoveva - e la sensazione di rigidità è scomparsa.

Nella corteccia sono raggruppate le cellule corticali, i cui campi recettivi si trovano nelle vicinanze della superficie del corpo. Di conseguenza, nella corteccia somatosensoriale primaria si forma una rappresentazione della superficie controlaterale del corpo, che può essere mappata utilizzando la tecnologia dei microelettrodi. La mappa della superficie del corpo e del viso umano, situata sul giro postcentrale, è chiamata “omuncolo sensoriale”. Le immagini su questa mappa sono sproporzionate perché il volume maggiore di tessuto nervoso appartiene ad aree del corpo con innervazione particolarmente densa - l'area intorno alla bocca, il pollice e il resto delle dita (Fig. 34.11, Fig. 7.15a)) . Questa rappresentazione è talvolta chiamata omuncolo somatosensoriale.

Questo fenomeno è stato scoperto per la prima volta dal neurochirurgo canadese Wilder Penfield durante un intervento chirurgico al cervello in anestesia locale. Per assicurarsi che alcune escissioni cerebrali non portassero a conseguenze catastrofiche, Penfield stimolò la corteccia in vari punti e chiese al paziente cosa provasse. Poiché la dimensione dell'RP delle cellule corticali varia così tanto, la mappa risultante è estremamente non isomorfa. Va notato che nella corteccia somatosensoriale non c'è un omuncolo, ma quattro - uno in ciascuna sottoregione - cioè Campi Brodmann 1, 2, 3a e 3b. Queste carte sostanzialmente coincidono tra loro.

Lo studio degli arti fantasma e delle false sensazioni ci permette di ricostruire come nascono i sentimenti

Il cervello umano è unico: possiamo dire che è al confine tra il materiale e lo spirituale. I principi del suo funzionamento sono ancora carichi di molti misteri, ma è qui che avviene l'elaborazione delle informazioni sensoriali provenienti dai sensi e la nascita dei pensieri. Il cervello è costituito da centinaia di miliardi di cellule nervose, o neuroni, ciascuna delle quali realizza da una a diecimila connessioni. Questi punti di contatto tra i neuroni sono chiamati sinapsi; attraverso le sinapsi, le informazioni da un neurone vengono trasmesse agli altri. Foto (licenza Creative Commons): Robert Cudmore

Le sensazioni che proviamo attraverso i nostri sensi sono la nostra più importante fonte di informazioni sul mondo esterno e sul nostro stesso corpo. Qualsiasi restrizione su questo flusso è una prova difficile per una persona. Dopotutto, anche se l'udito e la vista sono buoni, ma il loro proprietario siede in una remota cella buia, la principale fonte di sofferenza è che per questi sentimenti non esiste praticamente alcun oggetto di applicazione, tutta la vita è da qualche parte là fuori, dietro i muri. I bambini che, a causa della sordità e della cecità fin dalla prima infanzia, sono limitati nel ricevere informazioni, sperimentano ritardi nello sviluppo mentale. Se non vengono formati in tenera età e non vengono insegnate tecniche speciali che compensino questi difetti attraverso il senso del tatto, il loro sviluppo mentale diventerà impossibile.

Le sensazioni che sorgono come reazione del sistema nervoso a uno stimolo sono fornite dall'attività di speciali apparati nervosi: analizzatori. Ciascuno è composto da tre parti: una parte periferica chiamata recettore; nervi afferenti o sensoriali che conducono l'eccitazione ai centri nervosi; e gli stessi centri nervosi: le parti del cervello in cui avviene l'elaborazione degli impulsi nervosi.

Tuttavia, le sensazioni di una persona non sempre le danno un'idea corretta della realtà che la circonda, ci sono, per così dire, fenomeni sensoriali "falsi" che distorcono le irritazioni originarie o sorgono in assenza di qualsiasi irritazione; I medici praticanti spesso non prestano loro attenzione e li classificano come una stranezza o un'anomalia. I ricercatori interessati all'attività nervosa superiore, al contrario, hanno recentemente iniziato a prestare loro maggiore attenzione: il loro attento studio ci consente di acquisire nuove conoscenze sul funzionamento del cervello umano.

Vilayanur S. Ramachandran, professore all'Università della California, a San Diego e direttore del Center for Brain and Cognition, studia i disturbi neurologici causati da cambiamenti in piccole parti del cervello dei pazienti. Ha prestato particolare attenzione ai "falsi" fenomeni sensoriali nelle sue Reith Lectures del 2003, raccolte nel libro The Emerging Mind.

« Tutta la ricchezza della nostra vita mentale - i nostri stati d'animo, emozioni, pensieri, vite preziose, sentimenti religiosi e persino ciò che ognuno di noi considera il nostro "io" - tutto questo è semplicemente l'attività di piccoli granelli gelatinosi nelle nostre teste , nel nostro cervello", scrive il professore.

Memoria di ciò che non esiste più

Una di queste sensazioni “false” è arti fantasma(arto fantasma). Un fantasma è un'immagine interna o un ricordo persistente di una parte del corpo, solitamente un arto, che persiste in una persona per mesi o addirittura anni dopo la sua perdita. I fantasmi sono conosciuti fin dall'antichità. Durante la guerra civile americana, questo fenomeno fu descritto in dettaglio dal neurologo americano Silas Mitchell (1829-1914), che per primo chiamò tali sensazioni nel 1871.

Una curiosa storia sui fantasmi è raccontata dal famoso neurologo e psicologo Oliver Sacks nel libro “L'uomo che scambiò sua moglie per un cappello”:
A un marinaio è stato amputato l'indice della mano destra in un incidente. Per i successivi quarant'anni fu tormentato dal fastidioso fantasma di questo dito, allungato e teso come durante l'incidente stesso. Ogni volta che si portava la mano al viso mentre mangiava o si grattava il naso, il marinaio aveva paura di cavargli un occhio. Sapeva benissimo che ciò era fisicamente impossibile, ma la sensazione era irresistibile.

Omuncolo motorio e sensoriale di Penfield. In alcune aree del cervello ci sono “rappresentazioni” dei muscoli della laringe, della bocca, del viso, delle braccia, del busto e delle gambe. È interessante notare che l'area della corteccia non è affatto proporzionale alla dimensione delle parti del corpo.

L'omuncolo di Penfield

La corteccia cerebrale è un apparato altamente differenziato; la struttura delle sue varie aree è diversa. E i neuroni che compongono un determinato dipartimento spesso risultano così specifici da rispondere solo a determinati stimoli.

Alla fine del 19° secolo, i fisiologi trovarono una zona nella corteccia cerebrale di cani e gatti, dopo la stimolazione elettrica della quale si osservava una contrazione involontaria dei muscoli del lato opposto del corpo. È stato anche possibile determinare esattamente quali parti del cervello sono collegate a quale gruppo muscolare. Successivamente, quest'area motoria del cervello è stata descritta negli esseri umani. Si trova di fronte al solco centrale (rolandico).

Il neurologo canadese Wilder Graves Penfield (1891-1976) ha disegnato in questo luogo un omino buffo: un omuncolo con un'enorme lingua e labbra, pollici e piccole braccia, gambe e busto. C'è anche un omuncolo dietro il solco centrale, solo che non è motorio, ma sensoriale. Parti di quest'area della corteccia cerebrale sono associate alla sensibilità cutanea di varie parti del corpo. Successivamente è stata trovata un'altra "rappresentazione" motoria completa di un corpo più piccolo, responsabile del mantenimento della postura e di alcuni altri movimenti lenti e complessi.

I segnali tattili provenienti dalla superficie della pelle sul lato sinistro del torso umano vengono proiettati nell'emisfero destro del cervello, su una sezione verticale del tessuto corticale chiamata giro postcentrale (gyrus postcentralis). E la proiezione del viso sulla mappa della superficie del cervello si trova immediatamente dopo la proiezione della mano. A quanto pare, dopo l'operazione subita dal paziente di Ramachandran, la parte della corteccia cerebrale che si riferisce al braccio amputato, avendo smesso di ricevere segnali, ha iniziato a provare una fame di informazioni sensoriali. E i dati sensoriali provenienti dalla pelle del viso cominciarono a riempire il territorio vuoto adiacente. E ora toccare il viso era percepito dal paziente come toccare una mano perduta. La magnetoencefalografia ha confermato l’ipotesi di questo scienziato sulla trasformazione della mappa del cervello: infatti, toccando il viso del paziente si attiva non solo l’area del viso nel cervello, ma anche l’area della mano secondo la mappa di Penfield. Normalmente, toccare il viso attiva solo la corteccia facciale.

Successivamente, Ramachandran e i suoi colleghi, mentre studiavano il problema degli arti fantasma, incontrarono due pazienti che avevano subito l'amputazione della gamba. Entrambi hanno ricevuto sensazioni di arto fantasma dai loro genitali. Gli scienziati suggeriscono che alcune connessioni incrociate minori esistono anche normalmente. Questo potrebbe forse spiegare perché i piedi sono spesso considerati una zona erogena e percepiti da alcuni come un feticcio.

Questi studi hanno permesso di fare un presupposto molto importante secondo cui il cervello adulto ha un’enorme flessibilità e “plasticità”. È probabile che le affermazioni secondo cui le connessioni nel cervello si stabiliscono nella fase embrionale o nell'infanzia e non possono essere modificate in età adulta non siano vere. Gli scienziati non hanno ancora una chiara comprensione di come utilizzare esattamente la straordinaria “plasticità” del cervello adulto, ma si stanno facendo alcuni tentativi.

Il sergente Nicholas Paupore soffriva di dolore alla gamba destra fantasma che aveva perso in Iraq. La “terapia specchio” ha contribuito a risolvere il problema. Foto: Donna Miles/DoD degli Stati Uniti

Pertanto, alcuni dei pazienti del dottor Ramachandran si sono lamentati del fatto che le loro mani fantasma si sentivano "insensibili" e "paralizzate". Anche Oliver Sacks ne ha parlato nel suo libro. Spesso in questi pazienti, anche prima dell'amputazione, il braccio era ingessato o paralizzato, cioè il paziente dopo l'amputazione si ritrovava con un braccio fantasma paralizzato, il suo cervello “ricordava” questa condizione. Quindi gli scienziati hanno cercato di superare in astuzia il cervello, il paziente ha dovuto ricevere un feedback visivo che il fantasma stava obbedendo ai comandi del cervello. Uno specchio è stato installato sul lato del paziente, in modo che quando lo guardava, vedeva il riflesso del suo arto sano, cioè vedeva due braccia funzionanti. Immaginate lo stupore dei partecipanti e degli organizzatori dell'esperimento quando il paziente non solo ha visto la mano fantasma, ma ne ha anche sentito i movimenti. Questa esperienza è stata ripetuta più volte, il feedback visivo ha davvero "rivitalizzato" i fantasmi e ha alleviato le spiacevoli sensazioni di paralisi, il cervello della persona ha ricevuto nuove informazioni - tutto andava bene, la mano si muoveva - e la sensazione di rigidità è scomparsa.

Sentimenti contrastanti, oppure Luria e il suo Sh.

Nel romanzo di Alfred Bester (1913-1987) “Tigre! Tigre!" Lo stato insolito dell'eroe è descritto:
Il colore era dolore, caldo, freddo, pressione, la sensazione di altezze insopportabili e profondità mozzafiato, accelerazioni colossali e compressioni mortali... L'odore era un tocco. La pietra calda odorava di velluto che accarezzava la guancia. Fumo e cenere gli sfregavano la pelle come velluto a coste e ruvido...
Foyle non era cieco, non era sordo, non era privo di sensi. Si sentiva in pace. Ma le sensazioni emergevano filtrate attraverso un sistema nervoso distorto, confuso e in cortocircuito. Foyle era in preda alla sinestesia, quella rara condizione in cui i sensi percepiscono informazioni dal mondo oggettivo e le trasmettono al cervello, ma lì tutte le sensazioni sono confuse e mescolate tra loro.

Sinestesia- non è affatto un'invenzione di Bester, come si potrebbe supporre. Questo è un fenomeno sensoriale in cui, sotto l'influenza dell'irritazione di un analizzatore, sorgono sensazioni caratteristiche di altri analizzatori, in altre parole, è una confusione di sentimenti.

Il famoso neurofisiologo Alexander Romanovich Luria (1902-1977) lavorò per diversi anni con un certo Sh., che aveva una memoria fenomenale. Nella sua opera "Un piccolo libro su una grande memoria", ha descritto in dettaglio questo caso unico. Durante le conversazioni con lui, Luria ha stabilito che Sh. aveva un'eccezionale gravità della sinestesia. Questa persona percepiva tutte le voci come colorate, i suoni evocavano sensazioni visive in Sh di varie tonalità (dal giallo brillante al viola), mentre i colori, al contrario, erano da lui percepiti come “squillanti” o “opachi”.

« Che voce gialla e friabile che hai"," disse una volta a L.S., che stava parlando con lui. Vygotskij. " Ma ci sono persone che parlano in maniera multivocale, che sprigionano un'intera composizione, un bouquet, disse più tardi, Il defunto S.M. Eisenstein, come se una specie di fiamma con le vene si stesse avvicinando a me». « Per me 2, 4, 6, 5 non sono solo numeri. Hanno una forma. 1 è un numero acuto, indipendentemente dalla sua rappresentazione grafica, è qualcosa di completo, solido... 5 è completezza completa a forma di cono, torre, fondamentale, 6 è il primo dietro al “5”, biancastro. 8 - innocente, lattiginoso-bluastro, simile al lime».

In psicologia sono ben noti i fatti dell '"udito colorato", che si verifica in molte persone, e soprattutto nei musicisti. Ogni nota fa sì che vedano un certo colore. Illustrazione: Oleg Sendyurev / “Around the World” basato sulla foto am y (licenza SXC)

I neuroscienziati del California Institute of Technology hanno recentemente riscontrato un curioso tipo di sinestesia. Hanno scoperto una nuova connessione simile: le persone sentono un ronzio quando guardano un breve salvaschermo. La neuroscienziata Melissa Saenz stava facendo visitare il suo laboratorio a un gruppo di studenti universitari. Davanti a un monitor progettato appositamente per “accendere” un determinato centro della corteccia visiva del cervello, uno degli studenti ha improvvisamente chiesto: “Qualcuno sente un suono strano?” Il giovane ha sentito qualcosa di simile a un fischio, sebbene l'immagine non fosse accompagnata da alcun effetto sonoro. Saenz non ha trovato una sola descrizione di questo tipo di sinestesia in letteratura, ma è rimasta ancora più sorpresa quando, dopo aver intervistato gli studenti dell'istituto via e-mail, ha scoperto altri tre studenti identici.

La musicista svizzera ha incuriosito i neuropsicologi dell'Università di Zurigo con le sue capacità uniche: quando ascolta la musica, sente gusti diversi. E la cosa interessante è che percepisce gusti diversi a seconda degli intervalli tra le note. Per lei la consonanza può essere agrodolce, salata, acida o cremosa. "Non immagina questi gusti, ma li sperimenta davvero", afferma la coautrice dello studio Michaela Esslen. La ragazza ha anche una forma più comune di sinestesia: vede i colori quando sente le note. Ad esempio, la nota "F" la fa vedere viola e "C" la fa vedere rossa. Gli scienziati ritengono che una straordinaria sinestesia possa aver contribuito alla carriera musicale della ragazza.

Cortocircuito cerebrale

La sinestesia fu descritta per la prima volta da Francis Galton (1822-1911) nel XIX secolo, ma non ricevette molta attenzione in neurologia e psicologia e per lungo tempo rimase solo una curiosità. Per dimostrare che questo è davvero un fenomeno sensoriale, e non frutto dell'immaginazione di una persona che vuole attirare l'attenzione, Ramachandran e i suoi colleghi hanno sviluppato un test. Sullo schermo del computer apparvero due neri e cinque posizionati casualmente. È molto difficile per un non sinesteta isolare i contorni che formano i due. Un sinesteta può facilmente vedere che i numeri formano un triangolo, perché li vede a colori. Utilizzando test simili, Ramachandran e i suoi colleghi hanno scoperto che la sinestesia è molto più comune di quanto si pensasse in precedenza, colpendo circa una persona su duecento.

Ramachandran e il suo studente Edward Hubbard studiarono una struttura nel lobo temporale chiamata fusiforme (BNA). Questo giro contiene l'area colorata V4 (area visiva V4), che elabora le informazioni sul colore. Studi encefalografici hanno dimostrato che l'area delle cifre nel cervello che rappresenta i numeri visivi si trova direttamente dietro di essa, quasi a toccare l'area colorata. Ricordiamo che il tipo più comune di sinestesia sono i “numeri di colore”. Le aree numeriche e colorate sono molto vicine tra loro, nella stessa struttura cerebrale. Gli scienziati hanno suggerito che nei sinesteti ci siano intersezioni di aree, “attivazione incrociata” associata ad alcuni tipi di cambiamenti genetici nel cervello. Che i geni siano coinvolti è dimostrato dal fatto che la sinestesia è ereditaria.

Il tipo più comune di sinestesia sono i “numeri di colore”. Un sinesteta e un non sinesteta vedono la stessa immagine in modo diverso. Illustrazione: Edward Hubbard et al.

Ulteriori ricerche hanno dimostrato che ci sono anche sinesteti che vedono i giorni della settimana o i mesi a colori. Lunedì può sembrare rosso per loro, dicembre può sembrare giallo. Apparentemente, in queste persone c'è anche un'intersezione di regioni cerebrali, ma solo in altre parti del cervello.

È interessante notare che la sinestesia è molto più comune tra le persone creative: artisti, scrittori, poeti. Tutti loro sono uniti dalla capacità di pensare metaforicamente, dalla capacità di vedere connessioni tra cose dissimili. Ramachandran ipotizza che nelle persone inclini al pensiero metaforico, il gene che causa l’“attivazione incrociata” sia più diffuso e non sia localizzato solo in due aree del cervello, ma crei “iperconnessione”.
Gli arti fantasma e la sinestesia sono solo due esempi di fenomeni sensoriali il cui studio ha permesso agli scienziati di avanzare nella comprensione di come è strutturato e funziona il cervello umano. Ma ci sono molte sindromi neurologiche simili - tra cui la "vista cieca", quando una persona che è cieca a causa di un danno cerebrale distingue tra oggetti che non può vedere, e la sindrome di Cotard, in cui alcuni pazienti si sentono morti a causa del fatto che i centri emotivi sono disconnessi da tutte le sensazioni, e la sindrome dell'“ignorare”, e vari tipi di disestesia, e molti altri. Lo studio di tali deviazioni aiuta a penetrare i misteri del cervello umano e a comprendere i misteri della nostra coscienza.

Wilder Graves Penfield (25 gennaio 1891, Spokane – 5 aprile 1976, Montreal) è stato un neurochirurgo canadese di origine americana.

Biografia

Nato a Spokane, Washington.

Inizialmente studiò all'Università di Princeton. Dopo aver ricevuto una borsa di studio Rhodes, ha poi continuato i suoi studi al Merton College, Università di Oxford, dove ha studiato neuropatologia con Sherrington. Quindi si trasferì alla Johns Hopkins University, dove si laureò nel 1918 e conseguì una laurea in medicina. Negli anni successivi studiò e lavorò a Oxford. Durante il suo viaggio in Spagna nel 1924, apprese il metodo dell'esame neuroistologico di Ramón y Cajal, e in Germania si formò presso il neurochirurgo Otfried Förster a Breslavia.

Dopo aver completato uno stage con Harvey Cushing, ha lavorato presso il Neurological Institute di New York, dove ha iniziato a eseguire i suoi primi interventi sull'epilessia. Dal 1921 al 1928 lavorò alla Columbia University e contemporaneamente come chirurgo al New York Neurological Institute. A New York incontrò David Rockefeller, che accettò di sponsorizzare la creazione di un istituto per studiare il trattamento chirurgico dell'epilessia. A causa dello scetticismo e degli ostacoli da parte dei colleghi neurologi di New York, Penfield dovette trasferirsi a Montreal, dove iniziò a insegnare alla McGill University e contemporaneamente a lavorare al Royal Victoria Hospital come neurochirurgo.