Un viaggio nel sistema nervoso: i neuroni

La comprensione del sistema nervoso umano è una delle grandi sfide dell’umanità. Nonostante tutti gli sforzi messi in campo sono ancora moltissime le ombre sul suo funzionamento. Questo è senza dubbio uno dei motivi per cui il cervello, soprattutto quello umano, risulta così affascinante. Con i suoi 86 miliardi di neuroni il sistema nervoso umano è la vera sede del nostro essere.

Tu, i tuoi ricordi e le tue ambizioni non siete altro che il comportamento di un vasto insieme di neuroni e delle loro molecole.
(Francis Crick)

La frase di uno dei due scopritori della struttura del DNA rende giustizia a quello che rappresenta il sistema nervoso.

I neuroni: un po’ di storia

I neuroni sono una scoperta relativamente recente. Nel 1836-38 J. Purkinje, all’epoca professore di Fisiologia a Breslow (l’odierna Wroclaw, in Polonia), insieme al suo allievo G. Valentin fornirono le prime indicazioni circa queste cellule.

Ben quarant’anni dopo Camillo Golgi, nel 1873, riuscì a mettere a punto una colorazione che rendesse visibili i neuroni al microscopio ottico, la cosiddetta “reazione nera”. Questa si basa sulla fissazione delle cellule con bicromato di potassio, successivamente impregnate con nitrato di argento. Fu una sorta di rivoluzione. Permise infatti a molti altri studiosi, come Santiago Ramon y Cajal, di portare avanti le conoscenze sui neuroni e sul sistema nervoso in generale.

Nel 1897 Charles Sherrington coniò il termine sinapsi, descrivendo il primo circuito neurale, per il quale ricevette il premio Nobel per la Fisiologia nel 1932.

Nel corso del tempo sono state identificate moltissime tipologie di neuroni, ciascuna di esse caratterizzata da forma, localizzazione e funzioni specifiche.

I neuroni più da vicino

I neuroni sono cellule estremamente particolari. Ciascun neurone è formato da un corpo cellulare, da moltissimi dendriti e da un assone. Attraverso l’assone la cellula può inviare messaggi ad altre cellule, che li riceveranno attraverso i propri dendriti.

Una delle caratteristiche dei neuroni è proprio la straordinaria capacità di comunicazione sulla quale si regge l’intero sistema. Queste cellule “parlano” tra di loro attraverso la trasmissione di potenziali d’azione, ovvero di impulsi elettrici. In condizioni di riposo la membrana cellulare neuronale crea una differenza di cariche elettriche interno/esterno pari a circa -70 milliVolt; l’interno della cellula è più negativo dell’esterno.

La sinapsi e la trasmissione del segnale

Le sinapsi sono quelle zone di confine tra due cellule neuronali. Uno spazio di circa 40 nanometri che separa il neurone presinaptico da quello postsinaptico. L’assone del neurone presinaptico, a ridosso delle sinapsi, presenta delle strutture particolari: le cosiddette zone attive. In queste zone sono localizzate delle vescicole contenenti neurotrasmettitori, che saranno essenziali nella trasmissione del segnale.

Quando un impulso arriva alla zona di sinapsi, alcuni canali ionici dipendenti dal voltaggio si aprono, consentendo l’ingresso nella cellula di ioni positivi. Questo evento è il via libera alla liberazione delle vescicole.

Sulla membrana del neurone post sinaptico si trovano alcuni recettori molto specifici che hanno il compito di trasmettere l’informazione.

Non è sufficiente lo stimolo di una singola sinapsi per far sì che il messaggio giunga a destinazione. La risposta neuronale è, infatti, di tipo tutto o nulla: ciascuna cellula ha un suo valore “soglia” al quale trasmetterà l’impulso elettrico. Non c’è un’attivazione graduale in base all’ entità dello stimolo. Per raggiungere tale valore numerose sinapsi devono scaricare contemporaneamente.

Fonti:
1. Fiorenzo Conti – Fisiologia Medica
2. National Geographic – Il cervello