Le facoltà cognitive umane si sarebbero sviluppate di pari passo con l'aumento di irrorazione di sangue al cervello: a chiarire l'importanza di un aspetto talvolta sottovalutato dell'evoluzione è uno studio appena pubblicato su Royal Society Open Science.
Una collaborazione tra l'Università di Adelaide (Australia) e quella di Witwatersrand (Sudafrica) suggerisce che l'evoluzione dell'intelligenza umana non sia legata soltanto all'accrescimento delle dimensioni del cervello; ma anche alla sua "sete di sangue", e quindi al suo sempre maggiore dispendio energetico.
Un nuovo approccio. I ricercatori hanno studiato come l'apporto di sangue al cervello è cambiato nel corso dell'evoluzione, esaminando le dimensioni dei fori alla base del cranio attraverso i quali passano le arterie cerebrali. Le analisi hanno coinvolto 35 crani di 12 diverse specie, tre delle quali di australopiteco, ma anche di Homo habilis, Homo naledi, Homo erectus, Uomo di Neanderthal e antichi sapiens.
Una spia dei "consumi". «Più un cervello è attivo dal punto di vista metabolico, più sangue richiede, più grandi sono le arterie che lo irrorano. I fori nei crani sono un indicatore valido delle dimensioni delle arterie» spiega Roger Seymour, a capo del progetto. Finora la valutazione dell'attività cerebrale era legata alle dimensioni dei crani rinvenuti, ma il fattore dell'apporto di sangue non era stato preso in considerazione.
Sete di intelligenza. Dalle analisi è emerso che le dimensioni del cervello, nel corso dell'evoluzione, sono aumentate del 350%, ma che l'afflusso di sangue è cresciuto del 600%, forse per il bisogno di soddisfare il fabbisogno energetico richiesto da un numero crescente di connessioni neurali.
È grigio. Falso. Diciamocelo chiaramente, il cervello "dal vivo" non è il massimo da vedere: immerso nella formaldeide dei laboratori, assume un aspetto grigiastro, tendente al giallo (non molto dissimile da questo corallo-cervello, chiamato così perché lo ricorda da vicino). Ma finché è in vita, il cervello mostra anche altri colori: rosso-rosato, per la presenza dei vasi sanguigni che lo irrorano; bianco, per la cosiddetta sostanza bianca, che comprende i fasci di fibre nervose che connettono le centinaia di miliardi di neuroni presenti al suo interno; e nero, nella substantia nigra, una formazione neuronale di colore scuro implicata in alcune funzioni motorie. C'è naturalmente anche il grigio della materia grigia, l'insieme dei corpi di neuroni: ma il nome serve più che altro a differenziarla dal colore chiaro della sostanza bianca.
Ne usiamo soltanto il 10%. Falso. Il cervello è un organo dispendioso dal punto di vista energetico ed evolutivo: non avrebbe senso avere un tale surplus di cellule nervose inutilizzate. Il falso mito ha origine nelle dichiarazioni dello scrittore e psicologo americano William James, secondo il quale sfruttiamo solo una piccola parte delle nostre risorse mentali. Le tecniche di imaging cerebrale lo hanno smentito, mostrando che gran parte del cervello è coinvolta anche durante le attività più semplici, come dormire. La percentuale ha senso solo se si pensa alla natura delle cellule del cervello, costituite per il 90% da cellule gliali, con la funzione di nutrimento, a supporto di un 10% di neuroni.
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Quello umano è il più grande. Non esattamente. Il cervello umano pesa in media 1360 grammi, più o meno quanto quello di un delfino (considerato peraltro un animale intelligente). Quello di un capodoglio - meno brillante dei delfini - arriva a 7800 grammi, quello di un orango ad appena 370 grammi. Come si nota, non sono le dimensioni assolute del cervello a determinare l'intelligenza del suo "proprietario"; piuttosto, è il rapporto delle sue dimensioni con il resto del corpo. Per gli uomini, questa relazione è di circa 1:50. Per gli altri mammiferi, è in media 1:180, e negli uccelli è di 1:220.
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Sotto pressione lavora meglio. Falso. Vi sarà capitato di pensarlo dopo aver portato a termine con successo una scadenza che sembrava insormontabile. Ma il fatto di essere riusciti nell'impresa non significa aver svolto un lavoro di qualità. Lo stress è un pungolo efficace che spinge ad accelerare i tempi e a smettere di procrastinare. Ma gli ormoni rilasciati nei momenti frenetici sono efficaci solo in brevi situazioni di emergenza: alla lunga, finiscono con l'interferire con l'abilità del cervello di assimilare conoscenza. Sotto pressione è più facile compiere errori di omissione e portare a termine il compito in modo sbrigativo. Senza contare che le grandi idee arrivano quando la mente è lasciata libera di divagare.
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Emisfero sinistro, ordine; destro, creatività. Non è proprio così. Il mito affonda le sue radici nelle prime osservazioni degli effetti di lesioni cerebrali effettuate nell''800, quando si scoprì che un danno in uno o nell'altro emisfero causava la perdita di specifiche abilità. Ma studi successivi e le moderne tecniche di imaging cerebrale hanno dimostrato che emisfero sinistro e destro sono fortemente interconnessi, e che sia i compiti strategici, verbali e matematici, sia quelli creativi e relativi all'immaginazione implicano attività in tutto il cervello, non solo in una delle due parti.
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L'effetto Mozart funziona. Ascoltare un piacevole brano musicale fa aumentare il livello di dopamina (un neutrasmettitore che solleva il tono dell'umore) nel cervello, un fattore che molto probabilmente migliora le prestazioni cognitive. Ma questo non accade solo con la musica classica: funzionerebbe anche con Justin Bieber (se vi piace), o addentando una barretta di cioccolato. Il mito ha origine da uno studio dell'Università della California ad Irvine del 1993, in cui si sosteneva che l'ascolto di 10 minuti di Sonata di Mozart avesse migliorato alcune funzioni cognitive di un gruppo di soggetti. La ricerca è stata poi smentita da successive analisi. 11 problemi da curare con la musica
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L'alcol brucia i neuroni. Non esattamente. Una sonora sbronza ha effetti evidenti sul modo di ragionare di chi ha bevuto. Ma non è corretto affermare che l'alcol "uccide" le cellule cerebrali. Piuttosto, può danneggiare le parti terminali del neurone, i dendriti, alterando la trasmissione del segnale nervoso (e con essa il modo in cui i neuroni comunicano). Si tratta per lo più di un effetto transitorio. Ma i bevitori incalliti possono sviluppare la cosiddetta sindrome di Korsakoff, un deficit di memoria associato a una degenerazione neuronale. Essa non è dovuta direttamente all'alcol, ma alla carenza di tiamina, una vitamina il cui assorbimento è ostacolato dall'assunzione di alcol.
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Se si lesiona è per sempre. Non è sempre così. Il termine "lesione cerebrale" fa subito pensare a forme di disabilità permanenti e a danni irreversibili, ma fortunatamente non è sempre così. Esistono danni cerebrali di minore entità, e per definizione transitori, come la commozione cerebrale, da cui il cervello di riprende in modo rapido. Quest'ultima consiste in una perdita di coscienza di breve durata dovuta in genere a un trauma cranico e non porta a danni cerebrali permanenti. La plasticità cerebrale, cioè la capacità del cervello di costruire nuove sinapsi e trovare nuovi percorsi per compiere determinate azioni, laddove i vecchi siano stati compromessi, consente spesso un parziale recupero anche da lesioni cerebrali più serie, ma localizzate. Favorire lo sviluppo di queste nuove strategie cognitive è il compito della riabilitazione neuropsicologica.
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Dopo i 40 è tutto un declino. Per fortuna, no. Alcune facoltà cognitive peggiorano con l'avanzare dell'età, è vero, ma altre vanno incontro a un deciso miglioramento. Da giovani sarà più facile apprendere le lingue, svolgere più compiti contemporaneamente, tenere a mente un numero di telefono appena dettato o concentrarsi solo sugli stimoli davvero utili in un contesto distraente. Con l'età, però (in condizioni di invecchiamento normale, e non patologico) arrivano un significativo miglioramento delle funzioni linguistiche - dato dall'esperienza - una migliore abilità nell'appianare i conflitti sociali e nel giudicare le persone, oltre alla capacità di regolare con più facilità le proprie emozioni.
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Ogni area ha un compito preciso. Non proprio. Se è vero che il cervello è organizzato in modo standard, con certe aree specializzate in particolari compiti e connesse ad altre in base a pattern conosciuti, è però anche un organo eccezionalmente plastico, e non è corretto localizzare un determinato compito esclusivamente in una limitata porzione di esso. Imparare una nuova disciplina, come per esempio suonare uno strumento, modellerà e cambierà le connessioni in alcune aree deputate al controllo motorio. Allo stesso modo, nei non vedenti, le aree normalmente deputate alla percezione visiva saranno dedicate, per esempio, all'ascolto. Inoltre, come abbiamo già ricordato, il cervello è più interconnesso di quanto si sia abituati a pensare, e le sue aree lavorano quasi sempre in stretta collaborazione.
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La memoria si può allenare. No, i giochi di enigmistica non vi renderanno più abili nel ricordare (né tantomeno più intelligenti). La memoria non è un muscolo che si possa potenziare con esercizi ripetuti: vale a dire, un generico training scollegato da precisi contenuti non migliorerà le vostre performance cognitive generali. Diverso è il discorso per chi deve affrontare un compito specifico (per esempio un esame, o un discorso pubblico). In quel caso, il tempo speso ad allenarsi sarà direttamente proporzionale ai risultati finali. Naturalmente, mantenere uno stile di vita attivo, curioso e interessato agli stimoli esterni (lettura dei giornali, mostre, viaggi, incontri con gli amici) servirà comunque da fattore protettivo contro il declino cognitivo, soprattutto in età avanzata.
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La memoria è un registratore fedele. Ci piacerebbe fosse vero, ma non è così: la nostra capacità di ricordare non è infallibile, ma soggetta a fattori che possono causare distorsioni, dubbi, riscritture e veri e propri "vuoti". Tra questi troviamo interferenze successive o precedenti il ricordo in questione, che vanno a sovrapporsi alla traccia, deformandola; ma anche le emozioni associate a quel determinato momento, o il contesto in cui un ricordo viene revocato. Studi dimostrano, per esempio, che il modo in cui vengono formulate le domande ai testimoni oculari di incidenti o rapine influisce notevolmente sulla rievocazione dell'episodio da parte degli interrogati.
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1829. L'anno della scoperta, nell'attuale Belgio, di un fossile di parte del cranio di un bambino Neanderthal di 2 anni e mezzo. Il ritrovamento che renderà però celebre questo ominide vissuto tra i 200 mila e i 40 mila anni fa e così strettamente legato ai Sapiens sarà però quello compiuto, nel 1856, da Johann Fuhlrott nella Valle di Neander, a 12 km da Dusseldorf, in Germania. Il fossile di Fuhlrott comprende parte del cranio, alcune ossa, parte dell'osso pelvico, alcune costole, e alcune ossa del braccio e della spalla.
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1891. Sulle rive del fiume Trinil, sull'isola di Giava (Indonesia) il paleoantropologo olandese Eugène Dubois scopre i primi fossili di quello che oggi si sa essere Homo erectus (e che allora venne chiamato Pithecanthropus erectus). Più avanti, nel 1936, il paleontologo tedesco GHR von Koenigswald (nella foto) trova, sempre a Giava, un secondo reperto fossile, una calotta cranica più completa. Qui lo vediamo intento a dimostrare che i resti da lui trovati non appartengono a una scimmia, ma a un ominide apparso per la prima volta in Africa 2 milioni di anni fa, con una capacità cranica pari al 75% quella dei Sapiens.
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Il disegno illustra i tre principali fossili dell'Uomo di Giava rinvenuti tra il 1891 e il 1892: una calotta cranica, un molare e un femore, qui mostrati da diverse angolazioni.
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Una ricostruzione di Homo erectus. Simile nell'aspetto all'uomo Sapiens, aveva però una capacità cerebrale pari al 75% di quella della nostra specie. Secondo una delle ipotesi più accreditate, l'Homo erectus (altro nome dell'Homo ergaster) sarebbe migrato dell'Africa orientale all'Asia attraverso il Sinai e lo Yemen, e da qui di nuovo in Africa (occidentale).
Foto: © Thomas Ernsting/laif/contrasto
1924. La scoperta a Taung, in Sudafrica, del primo cranio fossile completo di denti di Australopithecus africanus sposta il fulcro delle ricerche archeologiche sulla storia dell'uomo nel continente africano. Dal fossile del "bambino di Taung", come è stato ribattezzato, emerge che questi ominidi, apparsi per la prima volta 4 milioni di anni fa, erano chiaramente più primitivi degli umani. Camminavano su due gambe ma avevano arti lunghi, denti larghi e cervello piccolo come le scimmie.
Foto: © Wikimedia Commons
Una ricostruzione di Australopithecus africanus: si notino le gambe e i piedi adatti a un'andatura bipede, insieme alle mani dalla struttura ancora arcuata, ancora abituate ad arrampicarsi sugli alberi.
Foto: © Wikimedia Commons
1960. Scavi archeologici nella Gola di Olduvai, in Tanzania, portano alla luce i resti fossili di quella che appare come una via di mezzo tra gli australopitechi e l'uomo. L'ominide che verrà in seguito classificato come di Homo habilis (qui in una ricostruzione), presenta un cervello affine a quello degli australopitechi, ma uno scheletro più simile a quello dell'uomo e dai tratti meno "scimmieschi". Sarebbe apparso intorno ai 2 milioni di anni fa.
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Cranio e ricostruzione dell'aspetto di un Homo habilis. L'ominide deve il suo nome scientifico ad alcune abilità prettamente "umane", come quella di fabbricare utensili per cacciare e pulire gli animali di cui si nutriva.
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1974. È l'anno di Lucy: il fossile più famoso di sempre, risalente a 3,2 milioni di anni fa, appartiene a una femmina di Australopithecus afarensis di circa 25 anni di età. Onnivora, di bassa statura, doveva condurre una vita ancora in parte arboricola, pur essendo in grado di camminare su due piedi.
Le ossa di Lucy e una ricostruzione di come doveva apparire: alta circa 1 metro, aveva tratti un po' scimmieschi e una ridotta capacità cranica per il cervello, ma sapeva muoversi con un'andatura bipede. Un fatto, quest'ultimo, che ha alimentato il dibattito sul bipedismo in rapporto alla crescita del volume del cervello.
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1984. Presso il Lago Turkana in Kenya viene trovato lo scheletro fossile, quasi completo, di un ragazzo di circa 8 anni morto 1,6 milioni di anni prima. L'assenza di mento, un arco sopraccigliare molto pronunciato e braccia molto lunghe lo distinguono dall'uomo moderno, mentre la scarsa copertura di peli lo rende particolarmente adatto alle temperature della savana africana. Viene inizialmente classificato come Homo habilis, ma oggi è classificato come Homo ergaster. La sua corporatura doveva essere simile alla nostra.
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Il fossile ben conservato del ragazzo di Turkana: si noti il confronto con quello di Lucy, per andatura e statura.
Foto: © Thomas Ernsting/laif/contrasto
1986. Un'ulteriore diversificazione delle prime specie del genere Homo arriva due anni dopo con la scoperta, sempre sulle rive del Lago Turkana, in Kenya, di un fossile di Homo rudolfensis di un'età stimata di 1,9 milioni di anni. Simile all'Homo habilis nell'aspetto fu però suo rivale evolutivo, e scomparve entro poche migliaia di anni.
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2008. In una grotta del Sudafrica, nel sito di Malapa, vengono ritrovati due scheletri parziali, e molto ben conservati, di Australopithecus sediba vecchi circa 2 milioni di anni. La specie è da alcuni considerati una sorta di transizione tra Australopithecus africanus e Homo habilis, ma non tutti gli esperti concordano.
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Archeologo in erba. Il piccolo Matthew Berger, 9 anni, figlio del paleoantropologo Lee Berger, è l'autore materiale del ritrovamento del primo fossile di Australopithecus sediba nella riserva di Malapa. Quando il bambino si è imbattuto in un osso fossile, ha subito avvertito il padre che non poteva credere ai suoi occhi: si trattava di una clavicola umana.
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2015. L'analisi di una mandibola di un ominide - presumibilmente di Homo habilis - ritrovata in Etiopia, nella regione di Afar, rivela che il genere umano comparve in Africa 2,8 milioni di anni fa, mezzo milione di anni prima di quanto creduto finora. Il reperto di transizione ricolloca il passaggio tra australopiteco e Homo a un periodo compreso tra i 3 milioni e i 2,8 milioni di anni fa.
Foto: © BRIAN VILLMOARE
2015. L'analisi genetica della mandibola di un Homo Sapiens vissuto in Romania tra i 42 mila e i 37 mila anni fa rivela tracce di un antenato Neanderthal (forse il padre del trisavolo) nelle 4-6 generazioni precedenti. La prova che in molti aspettavano del fatto che Sapiens e Neanderthal si incrociarono anche in Europa, e non solo in Medio Oriente, durante l'uscita dei Sapiens dal continente africano.
Foto: © Erich Ferdinand/Flickr CC BY 2.0
2015. Viene pubblicata sulla rivista scientifica Elife la prima ricerca approfondita sul ritrovamento (avvenuto nel 2013) di circa 1.500 reperti fossili che appartengono, probabilmente, ad almeno 15 individui di una nuova specie di Homo, chiamata Homo naledi. Leggi la notizia
