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V I S U A L I Z Z A D I S C U S S I O N E
admin
Inserito il - 14/06/2007 : 11:24:56 La musica del sistema nervoso
Nuovi studi suggeriscono che non è l'elettricità, ma il suono, a permettere il funzionamento del nostro cervello
11 giugno 2007
DANIMARCA - Dovendo rispondere alla domanda «come fanno le fibre nervosa a trasmettere le informazioni dal cervello ad organi e tessuti e viceversa?» nessuno avrebbe dubbi: i nervi compiono il loro prezioso lavoro trasmettendo un impulso elettrico da cellula a cellula. Eppure potrebbe non essere così.
CERVELLO SONORO – A mettere in dubbio quel che sappiamo sul funzionamento del nostro sistema nervoso sono ora Andrew Jackson, fisico del Niels Bohr Institute di Copenhagen, e Thomas Heimbur, biofisico presso il medesimo istituto. Secondo i due ricercatori, infatti, l'elettricità sarebbe solamente un effetto collaterale della comunicazione nervosa. Suggeriscono invece che le informazioni viaggino da un neurone all'altro grazie a impulsi sonori, simili al riverbero prodotto da un suono all'interno di un tubo. La teoria – riportata da Wired News – è clamorosa e ha generato profondo scetticismo tra i neurofisiologi.
QUEL CHE SAPPIAMO – La trasmissione di segnali elettrici nelle cellule nervose non solo è quotidianamente verificata nei laboratori di tutto il mondo, ma è ben spiegata fin dagli anni '60 del secolo scorso dal modello di Alan Hodgkin e Andrew Huxley, che per i loro lavori meritarono il premio Nobel nel 1963. Negli anni successivi è stata ulteriormente raffinata: oggi si conoscono bene non solo le sue caratteristiche generali ma anche le caratteristiche delle «porte» nella membrana cellulare che aprendosi e chiudendosi lasciano passare gli ioni carichi, consentendo la propagazione attiva del segnale. Queste grandi proteine sono state anche viste e studiate al microscopio elettronico.
DAL DUBBIO LA NUOVA TEORIA – Jackson e Heimburg sostengono invece che tali modelli non sarebbero in grado di spiegare i meccanismi in base ai quali funzionano gli anestetici, che bloccano la trasmissione del dolore. Aggiungono anche che non tornano i conti nemmeno dal punto di vista termodinamico. Di fronte alle critiche hanno scelto la linea difensiva che seminare dubbi è il modo con cui la scienza progredisce.
Secondo la recente teoria formulata dai biofisici Jackson e Heimburg, la trasmissione nervosa sarebbe mediata dalle onde sonore.
Il modello Hodgkin-Huxley sulla trasmissione nervosa sta per andare in pensione? Secondo il Biophysical Journal sì, perché uno studio appena pubblicato sostiene che l’attività elettrica delle cellule nervose sarebbe solo una conseguenza dell’impulso nervoso, e non il suo meccanismo di trasmissione, che invece sarebbe basato sulle onde sonore.
Nel 1963 il Nobel per la Medicina andò ad Alan Hodgkin e Andrew Huxley per la loro descrizione delle modalità di trasmissione degli impulsi nervosi. Ora la comunità scientifica è in subbuglio per una rivoluzionaria teoria formulata da Andrew Jackson e Thomas Heimburg, biofisici del Niels Bohr Institute di Copenhagen, e c’è già chi parla di Nobel per i due ricercatori.
Tutto è partito da una ricerca sui meccanismi di funzionamento dell’anestesia: l’ipotesi secondo la quale i farmaci anestetici si legherebbero ai recettori del dolore inibendone il funzionamento è largamente insoddisfacente: “Puntare su un meccanismo d’azione del genere per un farmaco sarebbe come tirare in aria una moneta 1000 volte e sperare di fare sempre testa”, spiega Jackson.
Secondo i due ricercatori, il tessuto nervoso è costituito in massima parte da lipidi in forma liquida alla temperatura corporea. Un meccanismo ancora ignoto genera impulsi di pressione che generano onde semisolide che percorrono le cellule trasmettendo l’impulso nervoso. Gli anestetici interverrebbero sul meccanismo abbassando la temperatura alla quale i lipidi passano allo stato solido e quindi di fatto rendendo più difficoltosa la formazione delle onde di cui sopra. Sarebbero poi queste onde, mutando al loro passaggio la forma delle cellule nervose, a creare l’impulso elettrico che viene registrato durante la trasmissione nervosa.
Fonte Heimburg T, Jackson AD. The Thermodynamics of General Anesthesia. Biophys J 2007; 92: 3159-3165 doi:10.1529/biophysj.106.099754.