L'emittente BBC non si limita a produrre Doctor Who (la sua serie più famosa), splendidi documentari di natura e altri programmi per gli spettatori inglesi, ma è anche impegnata sul fronte della ricerca. Uno degli ultimi progetti a cui sta lavorando è il Mind Control TV, un sistema per controllare la tv con il pensiero. Qualcosa che potrebbe uscire davvero da un episodio del Doctor Who.
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.
Foto: © JanVonHolleben/Splash/Splash News/Corbis
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.
Foto: © REUTERS/Ilya Naymushin
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.
Foto: © REUTERS/Michaela Rehle
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.
Foto: © Visuals Unlimited/Corbis
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
Foto: © REUTERS/Petr Josek
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.
Foto: © Visuals Unlimited/Nature Picture Library/contrasto
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.
Foto: © REUTERS/Sergio Perez
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.
Foto: © John Lund/Blend Images/Corbis
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.
Foto: © HAMILTON/REA/contrasto
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.
Foto: © Ben Hupfer/Corbis
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.
Foto: © Pete Saloutos/CORBIS
Il prototipo telepatico. Attualmente il "telecomando mentale" si trova ancora allo stadio di prototipo, sviluppato in collaborazione con This Place, società specializzata in design e interfacce. Sfruttando un lettore di onde cerebrali posizionato sulla testa, simile a un paio di cuffie, la tecnologia permette di selezionare e avviare un programma televisivo interpretando "l'intenzione" del fruitore, senza l'ausilio di comandi fisici o vocali.
L'utilizzo è talmente semplice che, nel corso del primo test, tutti e dieci i membri dello staff dell'emittente coinvolti sono riusciti a navigare nella versione sperimentale del servizio iPlayer creata appositamente, scegliendo lo show da guardare.
Come funziona. La cuffia per l'elettroencefalografia (EEG) è composta di due sensori, uno posizionato sulla fronte e l'altro fissato all'orecchio con una clip. I sensori misurano l'attività elettrica del cervello, e in particolare se si trova in uno stato di "concentrazione" o di "meditazione". La concentrazione viene visualizzata sullo schermo in una sorta di barra simile a quella del volume; quando viene raggiunto un certo livello, è come premere un tasto di invio e viene attivata l'azione corrispondente, come per esempio accedere a iPlayer.
Una volta dentro, l'interfaccia fa scorrere una lista di programmi soffermandosi dieci secondi su ognuno di essi. Per avviare lo show che si desidera guardare, basta aspettare che venga evidenziato e quindi concentrarsi fino a riempire la barra.
Limiti e prospettive. «È importante sottolineare che siamo alle prime fasi di questa tecnologia e che, sebbene i dispositivi per la lettura delle onde cerebrali stiano migliorando costantemente, le loro capacità sono ancora limitate» spiega Cyrus Saihan, Head of Business Development di BBC; «Gli esisti del nostro prototipo sperimentale si limitano a istruzioni binarie on/off, per esempio». Il che rende il tutto molto più semplice. Molto più complesso - invece - è guidare una carrozzella con la forza del pensiero.
Siamo lontani da un'applicazione commerciale, insomma, e men che meno da un sistema capace di emulare la complessità di un telecomando. Ma forse non sarà necessario puntare a tanto come obiettivo a breve termine: lo scopo della ricerca della BBC è quello di rendere accessibili i contenuti multimediali – la televisione in primis, ma non solo – alle persone costrette all'immobilità a causa di gravi patologie.
Anche senza realizzare un vero telecomando telepatico, per loro potrebbe già fare la differenza.
A occhio e croce. I numeri non sarebbero una costruzione culturale, ma incarnati nelle proprietà fisiche del nostro cervello e in quello di molti altri animali. È la conclusione cui stanno giungendo sempre più numerosi studi di neurobiologia.
Osservazioni condotte su vari animali, dalle rane ai pulcini, dalle scimmie ai pappagalli, rendono sempre più evidente l'esistenza di un senso del numero innato: quello che per esempio ci consente di valutare se la fusione di due stormi di uccelli all'orizzonte darà luogo a uno più grande o più piccolo rispetto a un terzo stormo. Questo senso del numero avrebbe avuto una grande importanza nella storia evolutiva e nella lotta per la sopravvivenza. Anche popoli che non hanno elaborato un sistema formale e simbolico di matematica, per esempio alcune tribù amazzoniche che hanno solo le parole per contare fino a cinque, sono in grado di stimare le grandezze al pari di un occidentale.
Foto: © Debbie Hill/Upi/Landov/Ipa
Anche i leoni contano. Uno studio effettuato nel parco nazionale del Serengeti, in Tanzania, ha mostrato come le leonesse, che si organizzano in branchi per vari scopi, tra cui la difesa del territorio, decidono se reagire o no all'intrusione di un branco avversario in base al numero di invasori da cui è composto. Grazie al senso del numero riuscirebbero a fare una stima numerica degli avversari non solo su base visiva, ma anche dai versi e dai ruggiti che sentono. Più sono le leonesse amiche e meno le nemiche (stimate in base ai ruggiti) più aumenta la probabilità di reazione del gruppo.
Foto: © Caters/Ipa
Piccole probabilità. Perfino i bambini di pochi mesi sarebbero dotati di un'innata capacità di fare stime probabilistiche. In un esperimento recente, un gruppo di psicologi cognitivi ha presentato a bambini di un anno un'urna sferica, con un'apertura sul fondo, contenente tre palline gialle e una blu. I bimbi guardavano la scena più a lungo, dimostrandosi "sorpresi", quando dall'urna usciva la pallina blu (evento più improbabile) rispetto a quando usciva quella gialla.
Nonostante questa intuizione precoce, però, fino a cinque-sei anni i bambini non sono in grado di fare previsioni probalistiche esplicite. In età da asilo, e prima di qualunque apprendimento formale di matematica, sono però in grado - secondo altri studi - di fare stime corrette di somme di quantità numeriche.
Foto: © Justin Paget/Corbis
Aritmetica intuitiva. A dimostrare che linguaggio e cultura non sono essenziali per alcune forme elementari di calcolo c'è anche uno studio condotto presso alcune popolazioni indigene, come i Kaqchikel del Guatemala (nella foto). Individui adulti e privi di istruzione sanno fare stime di probabilità e proporzioni tanto correttamente quanto bambini occidentali che hanno ricevuto un'istruzione scolastica formale.
Foto: © John Isaac via Wikimedia Commons
I numeri in testa. Gli scienziati hanno individuato neuroni localizzati nel lobo parietale che rispondono in modo selettivo alla numerosità degli stimoli. Sono la radice biologica del senso del numero?
Foto: © Thom Lang/Corbis
La biologia dei numeri reali. Nel corso dei millenni la matematica è diventata sempre più generale e astratta, sempre più potente e raffinata. L'avvio di questa evoluzione culturale è stata la scoperta dei numeri reali, ossia i numeri che possono essere seguiti da una serie finita o infinita di decimali. Ma alla base di questo complesso concetto potrebbe esserci - secondo la neurobiologia del numero - proprio la struttura del nostro sistema nervoso: in grado di rappresentare quantità discrete (insiemi di oggetti che si possono contare) solo in misura imprecisa e approssimativa.
Superdotati. Oltre a un senso del numero che consente agli uomini e a molti animali di fare stime in modo approssimativo, sembra che per piccole quantità (fino a 3-4 elementi) sia all'opera un meccanismo, probabilmente basato sulla memoria e l'attenzione, che ci consente di fare calcoli esatti. Può esistere analogo meccanismo per quantità più numerose?
Il neurologo e scrittore Oliver Sacks ha raccontato il caso di due gemelli autistici che potevano calcolare a colpo d'occhio il numero di fiammiferi rovesciati da una scatola. E queste capacità eccezionali sono state riferite altre volte. Secondo l'ipotesi di alcuni autori questi individui non sarebbero capaci di contare a colpo d'occhio quantità molto numerose, ma sarebbero più bravi a usare strategie percettive per fare una stima delle quantità.
Foto: © Gregor Schuster/Corbis
Innaturale come lo zero. Quello che non c'è non può esser contato, si legge nella Bibbia. La notazione simbolica dello zero è stata introdotta tardi nella storia della matematica: i primi a impiegarlo come un numero alla stregua di tutti gli altri sono stati i matematici indiani tra il terzo e il sesto secolo d.C.
Anche i bambini hanno difficoltà a sviluppare il concetto di zero: forse perché, a differenza dei numeri interi che rappresentano entità concrete, lo zero ha poca utilità nella vita quotidiana. È un simbolo sofisticato che non ha corrispettivi immediati nel cervello.
Numeri in fila. Sembra che ci siano anche neuroni specifici per l'aspetto ordinale del numero. Esisterebbe una retta numerica mentale su cui ci rappresentiamo i numeri: le quantità più piccole, come diversi esperimenti dimostrano, sarebbero rappresentate a sinistra, le più grandi a destra. Questo modo di rappresentare i numeri non sarebbe determinato da fattori culturali, come il fatto che scriviamo e leggiamo da sinistra a destra, ma sarebbe innato.
Foto: © Angelo Cavalli/Corbis
Vertici del pensiero. Come si è passati dalla matematica innata, non verbale, approssimata con il senso del numero che condividiamo con gli animali, al sistema altamente complesso della matematica formale e simbolica?
C'è chi nega che vi siano relazioni tra le due. Altri studi farebbero però pensare il contrario: chi ha un senso del numero più spiccato sembra anche più dotato in matematica a scuola. Il senso del numero costituisce il fondamento della matematica formale? È una questione ancora irrisolta, ma varie ricerche farebbero propendere per il sì.
Nella foto: una tavola sulla trigonometria dall'Enciclopedia di Diderot e D'Alembert.
Foto: © Contrasto
Matematica in culla. Se, come sembra, le capacità matematiche, tra cui quella di contare, identificare i numeri, e fare alcuni calcoli elementari, sono basate sul senso del numero, si potrebbe pensare di partire da questa capacità innata, facendo fare esercizio fin da piccolissimi, per sviluppare le competenze matematiche e facilitare l'apprendimento a scuola. È un filone di ricerca aperto.
Foto: © Matt Bird/Corbis
