Escher a Bologna

escherMolto prima che gli uomini  comparissero sulla terra i cristalli stavano già formandosi sulla crosta terrestre. Un giorno o l’altro, un essere umano si imbatté per la prima volta in uno di questi scintillanti esemplari  di regolarità  per terra,  o ne ruppe uno con qualche suo strumento di pietra, e, quando questo cadde rotto ai suoi piedi, egli lo raccolse, lo osservò nella sua mano aperta e rimase stupefatto.

M.C. Escher-  Passi verso l’infinito-  tratto da Il mondo di Escher- Milano 1978

Erano i primi anni di Università quando, tra i lucidi di una lezione di mineralogia, comparve questa immagine.i cavalieri di Escher

Fu amore a prima vista e da quel momento  cominciai a cercare notizie sull’autore, ma dovetti  aspettare qualche anno ( allora non c’era internet!)  prima di poter finalmente vedere le altre  opere di Escher, anche se solo riprodotte in un libro ( il mondo di Escher). Da allora, la magia di quell’ incredibile  artista non ha mai smesso di affascinarmi e non mi perdo una sua mostra ( non è vero: ancora mi mangio le mani per essermi lasciata sfuggire, nel 2000, quella organizzata dal dipartimento di matematica nella Biblioteca Universitaria di Bologna!).

Oggi quindi, sfidando la pioggia e il vento di tramontana, sono andata a vedere le opere di  Escher proprio qui, nella mia città, nel bellissimo palazzo Albergati di Bologna. E la mostra non mi ha delusa. E’ allestita benissimo: i gli aspetti scientifico/psicologici dell’arte di Escher sono sapientemente trattati  e tutto è predisposto per incuriosire e sorprendere il visitatore.

Assolutamente necessario vederla! E’ aperta tutti i giorni, lunedì compreso dalle 10 alle 19.

Tra l’altro, attualmente a Bologna è in corso anche un’altra bellissima mostra, a Palazzo Fava

” Da Cimabue a Morandi. Felsina pittrice”

con pezzi veramente spettacolari .

Che aspettate? Bologna è bellissima sempre:  in questo periodo assolutamente imperdibile.escher

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Acqua sul fuoco

magnesioNegli ultimi tempi è stata riportata, molte volte e in contesti diversi, questa citazione di William B. Yeats :
“Insegnare ( educare) non è riempire un secchio ma accendere un fuoco.”
Bellissima, certo, vorrei però completarla con qualche riflessione.
Considerare il cervello del discente “un secchio” è indubbiamente non solo riduttivo , ma anche e soprattutto, offensivo. Peccato non sia la scuola a considerarlo tale, quanto piuttosto il resto della società, che gode, è inutile negarlo, di maggior prestigio rispetto all’ istituzione scolastica.
Non ci credete? Accendete la tv e mettetevi nei panni di un bambino seduto davanti al video, solo, senza la guida di un adulto e scegliete un canale qualsiasi. Luoghi comuni, violenza, superstizione, ignoranza vi si rovesceranno addosso con la potenza di una tempesta equatoriale.  E questo, vi piaccia o no, attualmente è il sentire comune, la voce della nostra società.
Il cervello di un bimbo non sarà un secchio, ma è sicuramente una spugna e senza una guida assorbirà  tutta quella pioggia di scempiaggini, ben confezionate e colorate e su quelle, solo su quelle, formerà il suo pensiero. L’esempio si può ampliare sostituendo alla TV, internet, giornali e giornalini, film e videogiochi. Riuscirà la famiglia a inserirsi in questo il percorso così magistralmente tracciato e poi, siamo sicuri che lo voglia? L’atteggiamento aggressivo di molti genitori mi fa pensare che essi stessi siano il risultato di una rigorosa educazione multimediale; stile educativo, che non prevede l’uso di parole quali mi dispiace, scusa, grazie, ma solo un gigantesco IO dominante.
Veniamo ora alla questione del fuoco. E’ un’ immagine forte, potente stupenda! Mi ci vedo brandire la fiaccola e accendere con un ampio gesto plastico, la scintilla della curiosità, il lume della conoscenza, la fiamma della sapienza.
Poi il risveglio. Non è una fiaccola quella che sto pomposamente agitando, ma sono primitivi bastoncini fatti in casa (seguendo le istruzioni gentilmente offerte gratis dal MIUR) da sfregare con fatica per ricavarne una precaria scintilla e accendere un fuoco in mezzo a una società inselvatichita e dotata di potentissimi idranti.
Quindi? Si rimettano le cose nel giusto ordine prima di pontificare, semplificare o addirittura banalizzare :
1) Educazione
2)  Istruzione
e solo dopo, molto dopo, tutto il resto.
Non si riesce ? Costa troppo tempo alle famiglie educare e preparare alla convivenza i propri figli e costa troppo denaro allo stato mettere in piedi un sistema d’istruzione efficace?
Bene, allora continuiamo così, scintille vs idranti, ma fatemi un favore, smettete di parlare di scuola. Buona o cattiva che sia è morente. Assistete in silenzio alla sua agonia.luce emessa dal magnesio  mentre si combina con l'ossigeno

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Verifica

Cari studenti, sono passati ben cinque mesi dal vostro primo incontro con la chimica e quindi, nel pieno rispetto delle indicazioni ministeriali, devo assolutamente verificare le  competenze raggiunte in questa disciplina.
Per farlo giocherò l’elemento sorpresa

elemento sorpresa

elemento sorpresa :)

proponendovi una serie di freddure, indovinelli e immagini che riuscirete a capire, e quindi a riderne  ( o almeno a sorriderne),  se avrete assimilato alcuni aspetti, concetti, vocaboli della chimica. Non basta però! Dovrete  aver sviluppato anche quel briciolo di humor indispensabile per accostarsi alla scienza, ma ancor più necessario per superare molti di quei subdoli ostacoli che ogni tanto capita d’incontrare.

Molti testi sono in inglese, ma questo rende la verifica ancora più in linea con i programmi ministeriali.
Bene, iniziamo anche se ricordo benissimo quella volta che raccontai una barzelletta sulla chimica: non ci fu nessuna reazione!
Il chimico

visto dal non chimico

chimico pazzo

chimico pazzo

il chimico

la presunta passione per le esplosioni

dopo l'esplosione

dopo l’esplosione

 

dall'oculista

dall’oculista

 

punti di vista

punti di vista

Noir
I chimici vecchi non muoiono mai … smettono di reagire.
Indovinelli

Come si distingue un chimico da un cuoco?
Il chimico non lecca MAI il cucchiaio!
Perché i chimici sono bravissimi nel risolvere problemi?
Perché hanno tutte le soluzioni !

 miscugli

Se non sei parte della soluzione sei parte del precipitato

sospensione

oppure in sospensione

Razzismo?
acqua olio-2
Traumi d’amore
solvatazione
Piscina partypiscina-party

Particelle subatomicheparticelle subatomiche

Sugli ioni
Cationicationi

Rivalutiamo gli anioni!
Gli anioni non sono negativi! Sono solo incompresi
oggetti smarriti
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Casanova
numero d'ossidazione
Sparliamo della casta:
la sai l’ultima sui gas nobili?

al bar

Durante le feste non combinano con nessuno, ma nessuno spettegola come loro!il party

Certezze

gas nobile

gas nobile?

Legami

ionicbond

love

love

-Qual è il nome del cugino esquimese di 007’?
-Polar Bond.

legame idrogenocovalente

Solubilitàsolubilità

 formule e simboli

Famoso cantante

fred mercury

-Qual è la formula chimica della “banana”?
-BaNa2
-La sai quella del sodio?
– Na

NO

NO

per approfondire:

http://www.inorganicventures.com/fun-chemists

 

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A proposito di dipendenze : cervello 1,2,3.

Classi 2E, 2G: Unità didattica di apprendimento  sulle dipendenze:

Cervello 1

Cervello2

Cervello3

E così si conclude questo viaggio.
Devo dire che del “tour”, mi rimarrà sempre drammaticamente impressa l’immagine di quel ratto, con un ago conficcato nel cervello, che abbassa la leva della gratificazione fino a morirne; lì chiuso in una scatola, isolato e incurante di tutto, del mondo e della sua stessa vita.
A ben pensarci questa nostra Terra è ormai abitata da troppi ratti e da troppi “similneuroscienziati” pronti a infilzare spilloni nei loro cervelli per far abbassare in modo inconsulto quelle leve, che generano rovina ai topi e ricchezza agli sperimentatori.
Forse non berrò più neppure il caffè.

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Cervello 3

“….Gli uomini devono sapere che da niente altro se non dal cervello deriva la gioia, il piacere, il riso, il divertimento, il dolore, il pianto e la pena. E attraverso esso noi acquistiamo la conoscenza e le capacità critiche, e vediamo e udiamo e distinguiamo il giusto dall’ errato … E attraverso il medesimo organo noi diventiamo pazzi e deliriamo, e temiamo e il terrore ci assale …..”                                                 Ippocrate (quinto secolo a.C.)

 

Quanto leggerete ora  è in massima parte tratto dalla pubblicazione prodotta a cura della NIDA (National Institute on Drug Abuse)

dopamina e serotoninaL’assunzione di droghe altera il funzionamento di alcuni neurotrasmettitori per esempio  dopamina e serotonina, due neurotrasmettitori che, rispettivamente, agiscono su movimento, emozione, motivazione, sensi di piacere e stati di coscienza, umore, depressione, ansia.
Pensate che alcune droghe possono rilasciare dopamina da 2 a 10 volte in più degli stimoli naturali.
La velocità dell’effetto dipende anche dalla modalità con cui si assume la sostanza: in alcuni casi può essere immediato (ad esempio quando le sostanze vengono fumate o iniettate) e mantenersi più a lungo di quello prodotto dagli stimoli naturali. Gli effetti risultanti sul circuito del piacere cerebrale superano quelli prodotti dai comportamenti naturalmente gratificanti come il sesso ed il cibo e sono di tale potenza compensatoria che motivano fortemente le persone ad assumere le sostanze nuovamente.
Ma che cosa accade al cervello se si assumono droghe?

Esattamente come ci accade di ridurre il volume della radio quando questo è troppo alto,
Il cervello aggiusta la sorgente di sovrastimolazione della dopamina (o di altri neurotrasmettitori) producendo meno dopamina o riducendo il numero dei recettori che possono ricevere o trasmettere i segnali.
Come risultato accade che l’impatto della dopamina sul circuito della ricompensa del cervello di un individuo che utilizza droghe può divenire anormalmente basso, e così viene ridotta la possibilità di esperire alcun piacere. Questo spiega perché chi abusa si sente giù, privo di vita, depresso ed incapace di gioire delle cose che precedentemente sembrava gli dessero piacere.
Chi abusa quindi necessita di assumere droghe per riportare il funzionamento della dopamina come era normalmente. Per riavere questo è necessario riassumere quantità sempre maggiori di sostanza..
Questo effetto è conosciuto come tolleranza.

Come vengono modificati i circuiti cerebrali dall’assunzione protratta di droghe?

Noi sappiamo che lo stesso tipo di meccanismi, implicati nello sviluppo della tolleranza, possono portare a profonde modificazioni nei neuroni e nei circuiti cerebrali, potendo compromettere in modo grave e per lungo tempo la salute del cervello.
glutamatoPer esempio, il glutammato è un altro neurotrasmettitore che influenza il circuito della ricompensa e l’abilità di imparare. Quando le concentrazioni ottimali di glutammato vengono alterate da una droga di abuso, il cervello tende a compensare questa modificazione e ciò può causare un malfunzionamento delle funzioni cognitive.
Ancora, utilizzare droghe per lungo tempo può scatenare adattamenti nelle abitudini o nei sistemi di memorizzazione inconscia.
Il condizionamento è un esempio di questo tipo di apprendimento
Gli stimoli ambientali vengono associati con l’esperienza della sostanza e tali stimoli possono scatenare desideri incontrollabili se l’individuo viene esposto a questi stimoli successivamente anche senza che la droga sia di per sé disponibile; questo riflesso appreso è estremamente robusto e può emergere anche molti anni dopo l’astinenza.

 

 

area prefrontale

L’area prefrontale è la sede elettiva delle funzioni razionali e del controllo del comportamento volontario. Interviene nel processo decisionale per il controllo cognitivo e comportamentale

Quali altre modificazioni cerebrali si osservano con l’abuso?
L’assunzione cronica di sostanze d’abuso distrugge anche i processi critici (di giudizio) cerebrali che interagiscono con il controllo comportamentale
Così come il continuo abuso può portare alla tolleranza ovvero alla necessità di dosi più elevate per produrre un effetto, questo può portare alla dipendenza che spinge l’individuo abusatore a cercare e ad assumere le sostanze compulsivamente. La tossicodipendenza distrugge progressivamente il self control della persona e la sua abilità a prendere decisioni corrette mentre invia intensi impulsi ad assumere le sostanze.
effetti della cocaina

quando l’abuso di droghe prende il sopravvento, la capacità di un individuo di esercitare l’autocontrollo può essere seriamente compromessa. Studi di imaging del cervello di tossicodipendenti mostrano veri e propri cambiamenti fisici in alcune aree del cervello cruciali per il giudizio, gli atti decisionali, l’apprendimento, la memoria e il controllo del comportamento. Gli scienziati ritengono che questi cambiamenti modifichino il modo in cui funziona il cervello, e questo può aiutarci a spiegare e capire il comportamento compulsivo e distruttivo della tossicodipendenza.



In questa tabella sono elencati alcuni dei fattori che possono contribuire ad aumentare il rischio di rimanere intrappolati nel labirinto droga. Come si vede, però, sia l’individuo che famiglia e scuola, possono attivare comportamenti positivi che riducono tale rischio.

tabella rischi

Per quanto riguarda gli adolescenti, sono gli amici e i conoscenti ad avere maggiore influenza. Amici che abusano di droghe possono indurre anche ragazzi, che non presentano fattori di rischio, a provare le sostanze per la prima volta. Scarsi successi scolastici o ridotte abilità sociali possono mettere un bambino ad ulteriore rischio di abuso di droghe.

C’è poi un altro fattore che pone gli adolescenti (e le persone con disturbi mentali) fra i soggetti a maggiore rischio di abuso di droghe e di sviluppo di dipendenza rispetto alla popolazione generale.
La ragione è da ricercarsi nella non ancora raggiunta maturità cerebrale

maturazione cerebrale

Le aree giallo, verde, arancione rappresentano le aree di immaturità cerebrale particolarmente presenti nei primi anni di vita che vanno via via riducendosi col progredire dell’età fino a raggiungere la completa maturazione, rappresentate dal colore blu-viola dopo i 20 anni.

Il cervello comincia la sua maturazione acquisendo stimoli del mondo esterno sin dalla nascita, ma completa tale processo tra i 20 e i 21 anni con importanti varianti individuali.
• Durante tutto questo processo le cellule cerebrali sono particolarmente sensibili e la loro crescita può essere facilmente alterata e deviata dai forti stimoli provenienti dall’ esterno quali per l’appunto quelli prodotti dalle droghe e dall’alcol.
• Risulta evidente che, in questi casi, un cervello in piena maturazione non potrà avere uno sviluppo fisiologico ma sarà deviato dalla sua naturale evoluzione.
• Queste sostanze scardinano importanti e delicati sistemi neuropsicologici all’interno di un sistema cerebrale in piena maturazione, provocando, oltre a documentabili danni fisici, anche il persistere di percezioni alterate del proprio essere e del mondo esterno.
• Queste percezioni vengono memorizzate dall’individuo creando una distorsione cognitiva che può permanere per moltissimo tempo se non addirittura per tutta la vita, condizionando il“sentire”, il“pensare”, il“volere”e, in ultima analisi, il proprio comportamento.

Da tenere bene a mente:

La tossicodipendenza è una malattia dello sviluppo che di solito inizia durante l’infanzia
o l’adolescenza.
Oltre alle droghe come tabacco, alcool, cocaina, marijuana eroina, anfetamine, anche il cibo, il gioco d’azzardo, il web possono scatenare dipendenze agendo sui sistema di gratificazione del cervello.

Ecco alcuni link per approfondire.
http://www.lescienze.it/argomento/dipendenze
http://www.lescienze.it/news/2014/04/08/news/dipendenza_gioco_azzardo_insula_iperattiva-2089026/
http://www.lescienze.it/news/2008/08/06/news/dipendenti_fin_dalla_prima_sigaretta-578634/
http://www.lescienze.it/news/2004/03/08/news/la_risposta_cerebrale_all_alcool-586839/
http://www.lescienze.it/news/2011/11/17/news/uso_di_droghe_illegali_e_obesit_nell_adolescenza-666676/
http://www.neuroscienzedipendenze.it/

Continua…

 

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Il lungo viaggio del pomodoro

pomodori

pomodori

Proviamo a immaginare un mondo senza pomodoro. Ok , senza elettricità sarebbe peggio ma l’improvvisa scomparsa di questo vegetale dalle nostre cucine un po’ di panico lo creerebbe: ne sono certa.
Personalmente non saprei come superare l’estate e l’assenza del mio sugo preferito (pomodoro e basilico con tonnellate di peperoncino) renderebbe la mia vita decisamente più grigia.
Eppure, bisogna riconoscere che l’occidente se l’è cavata per diversi millenni anche senza l’aiuto di questo preziosismo frutto. In effetti, prima della scoperta dell’ America era totalmente sconosciuto e c’è voluto molto, moltissimo tempo prima che ne fossero scoperte e apprezzate le innumerevoli qualità.
Arrivò in Europa con lo spagnolo Hernan Cortes, uno dei personaggi più odiosi della storia, quello che massacrò il popolo azteco con armi ma soprattutto con le epidemie portate in dono dai conquistadores e per le quali gli indigeni non avevano difese immunitarie.
Sulle navi del “grande condottiero”, al ritorno dalla spettacolare impresa, c’erano dunque anche i pomodori, pianta originaria del Perù, da dove pare si sia diffusa come infestante fra le piante di mais. Gli aztechi, già tremila anni prima dell’arrivo degli esploratori spagnoli nel Nuovo Mondo, l’avevano domesticato e se ne cibavano, tanto che quando arrivarono gli spagnoli nel cinquecento, gli alimenti predominanti fra quelle popolazioni erano manioca, mais e pomodoro.
Ma l’occidente non l’accolse con entusiasmo.
I primi esemplari giunti nel Vecchio Continente sulle caravelle spagnole erano di piccole dimensioni e di colore giallo, che rimase tale fino a tutto il Settecento, tanto che il botanico-gastronomo Vincenzo Corrado (1734-1836), nel suo Cuoco galante pubblicato per la prima volta a Napoli nel 1773, li descriveva come “frutti” color zafferano, “pomi d’oro”.
Nel Seicento Olivier De Serres (1539-1619), botanico alla Corte di Francia, cita il pomodoro nel suo Trattato di agricoltura, come una curiosità, gradevole come pianta ornamentale.
La gente era convinta che quei frutti gialli fossero velenosi o causa di malattie (un po’ com’era accaduto alla patata o molto tempo prima alla melanzana). Da qui un rifiuto che durerà a lungo, tanto che negli Stati Uniti – dove era stato introdotto nel 1781 a Philadelphia da un rifugiato francese proveniente da Santo Domingo e sostenuto da Thomas Jefferson – si dovrà attendere il 1829 per vederlo immesso sul mercato alimentare,
E in Italia? Qualche sporadica ricetta fino al 1839 quando assume dignità grazie a Ippolito Cavalcanti, duca di Bonvicino, (1787-1859) che, nella sua Cucina teorico pratica, codifica, per la prima volta, e in dialetto napoletano, “i vermicielli co’ le pommodore”, precisando che la salsa deve essere preparata con moltissimi frutti, eliminando “chelli semi e chella acquiccia”.
Quasi contemporaneamente il pomodoro comparirà sulla pizza come documentato da Alessandro Dumas in una sua descrizione delle pizze napoletane del 1835
È del 1840 la famosa ricetta di Niccolò Paganini (1782-1840) dei ravioli alla genovese con salsa di pomodoro.
Qui troverete tutta la storia del pomodoro e molto altro.

Ed ora unpodichimica!
Vediamo di scoprire qualcosa su questo delizioso frutto!
Attenzione, frutto e non verdura come siamo abituati a considerarlo! Infatti i pomodori (ma anche melanzane e peperoni) contengono semi e maturano proprio come un frutto. Nascono verdi (il colore è dovuto alla clorofilla) e con la maturazione diventano grossi e rossi.
Ma come avviene la maturazione ? Responsabile della maturazione dei frutti è una piccola molecola: l’etilene, un idrocarburo formato e quattro atomi d’idrogeno e da due atomi di carbonio legati da un doppio legame

etilene

etilene

N.B. I composti organici formati da idrogeno e carbonio sono chiamati idrocarburi; se tra i carboni c’è un doppio legame sono detti insaturi e prendono il nome di alcheni . L’etilene è il più piccolo degli alcheni
Quando i recettori delle piante di pomodoro percepiscono il rilascio di etilene, comincia il processo di maturazione . Gli amidi del frutto acerbo vengono convertiti in fruttosio, lo zucchero prodotto da molti frutti.
Non è tutto: l’etilene induce anche la formazione del licopene (C40 H56) che dà il colore rosso al frutto assorbendo tutte le radiazioni ad eccezione di quelle corrispondenti al rosso, la radiazione del visibile con la lunghezza d’onda maggiore (700nm).

licopene

licopene

Il licopene appartiene ad una classe di pigmenti e antiossidanti naturali chiamati carotenoidi responsabili del colore di vegetali come la carota, ricca di beta carotenoidi.
Il licopene è anche il pigmento responsabile del colore rosso delle mele e avverte uomini e animali dell’avvenuta maturazione .
In natura però, il rosso brillante può anche significare: “ Alla larga! Sono velenoso “
In effetti la pianta di pomodoro fu considerata pericolosa per secoli! Ce lo rivela anche il suo nome scientifico: solanum licopersicum.
Il termine licopene, deriva infatti dalla parola greca Lycos, che significa lupo. Secondo la leggenda veniva chiamato licantropo, chi cambiava aspetto diventando lupo. Il cambiamento, sempre secondo la leggenda, poteva essere prodotto anche da erbe, le solanace, una serie di piante che va dalla belladonna al tabacco al … pomodoro!
Al giorno d’oggi i pomodori possono essere colti ancora acerbi e maturati artificialmente  esponendoli in atmosfera controllata di etilene. Questo lo possiamo fare anche noi, nelle nostre case: se abbiamo frutta ancora acerba, possiamo metterla vicino ad altra matura (esempio mele). L’etilene della frutta matura darà il via al processo di maturazione di quella acerba.
Vediamo ora che cosa contiene un pomodoro

contenuto di un pomodoro

Le ceneri ( ash) corrispondono a: licopene, betacarotene, composti di fosforo, sodio, potassio, calcio, e magnesio, e tracce di elementi quali ferro, rame ,zinco e manganese

Dal punto di vista nutrizionale, le 16 Kcal calorie contenute in 100g di parte edibile del pomodoro sono così ripartite:
11 kcal calorie dovute a glucosio e saccarosio
5 kcal calorie dovute a proteine .
Il licopene ha un buon potere antiossidante e si pensa che abbia funzioni protettive nei confronti di alcuni tumori. Attenzione però! Da alcuni studi risulta che la biodisponibilità di licopene nel prodotto fresco sia due o tre volte minore di quello di una salsa perché la cottura aiuta a liberare il licopene racchiuso nelle cellule.
Questa è per me un’ottima notizia!  Sugo al pomodoro: un cibo squisito che non fa male !!!
Un ultimo consiglio: non conservare i pomodori in frigo se non si vogliono perdere gli aromi dovuti alle sostanze volatili che contiene.

molecoa C6

(z)-3- esenale un’ aldeide responsabile del profumo di erba tagliata

geraniale

geraniale

Per concludere questo post sul “migrante pomodoro “ qualche spunto di riflesione. Eccovi quindi queste slide, che vedono il ritorno del signor W, questa volta alle prese con migrazioni … vegetali.

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Cervello 2

Il nostro cervello , insieme ai comportamenti bizzarri che talvolta produce, è il prodotto di una storia lunga e molto caotica, una storia che ha dato casualmente origine a un prodotto meraviglioso, eccentrico, creativo.
Rob DeSalle e Ian Tatersall – Brain il cervello istruzioni per l’uso.
Dopo la non introduzione storico letteraria ci si potrebbe chiedere quale dovrebbe essere la meta, il traguardo finale di questo tour del mio cervello nel cervello. Le premesse, in effetti, potrebbero aprire scenari mistico filosofici con raffinate disquisizioni sulla collocazione dell’anima, sul libero arbitrio o sul binomio cervello/mente.
Lo scopo è però molto, molto meno dotto: vorrei solo fare qualche riflessione su come possa succedere che, quando crediamo di agire da esseri liberi, fieramente ribelli e trasgressivi,  ci stiamo, in realtà, riducendo in schiavitù.
Sarà un itinerario breve, il mio: mi limiterò infatti alla visita di una sola area del nostro cervello e precisamente quella principalmente preposta al piacere. (No, cosa avete capito?! Niente luci rosse!)
Il viaggio  ha inizio dai … ratti inseparabili compagni dei neuroscienziati (almeno così  evinco dalla letteratura).
ratto e circuito di  rewardDunque, nel 1954 Olds e Mildner due neuroscienziati che cercavano di localizzare con esattezza le zone del cervello responsabili delle diverse emozioni, progettarono un esperimento in cui stimolavano ( con piccole scariche elettriche) precise parti del cervello di un ratto attraverso un sistema di elettrodi. Nel corso dell’esperimento, si resero conto che, quando sistemavano gli elettrodi in punti particolari del cervello, l’animale sembrava gradire lo stimolo . Predisposero così un meccanismo che gli desse la possibilità di auto stimolarsi abbassando una leva. In breve il ratto arrivò ad abbassare quella leva, e quindi ad autostimolarsi, incessantemente, ignorando cibo, acqua e femmine in calore fino a raggiungere lo sfinimento.
II ratto era quasi morto ma i due scienziati avevano localizzato nel cervello il “centro del piacere” e aperto la strada alla comprensione dei meccanismi preposti alla gratificazione.

Anche se dottrine religiose di ogni tipo hanno fatto sì che la parola evochi immediatamente il peccato, Il piacere è uno dei fattori chiave che ha permesso l’evoluzione e la sopravvivenza dell’uomo.
Il nostro cervello è programmato per indurci a ricercare e ripetere le attività per noi piacevoli, come ad esempio mangiare, stare insieme agli amici, avere rapporti sessuali, ecc. e quella parte del cervello, che ci permette di provare piacere, è un delicato sistema, regolato da impulsi elettrici e risposte chimiche.
Iniziamone l’esplorazione.
Il luogo

sistema limbico

sistema limbico

L’immagine ci mostra Il sistema limbico, la porzione del Sistema Nervoso Centrale che interviene nell’elaborazione di tutto l’insieme dei comportamenti correlati con la sopravvivenza :
Elabora le emozioni e le manifestazioni vegetative che ad esse si accompagnano
È coinvolto nei processi di memorizzazione

Il sentiero

sistema limbico di reward

Un gruppo di cellule nervose, presenti nell’area tegmentale ventrale (VTA), sopra al tronco encefalico, che mandano messaggi di piacere ai neuroni di un nucleo (nucleo accumbens ), che produce dopamina e a quelli di alcune aree delle regioni frontali.

Una volta entrati nel sistema limbico, ci inoltriamo per un sentiero particolare, quello che i neuro scienziati definiscono ”sistema dopaminergetico mesolimbico di reward” un circuito la cui attivazione rende piacevole il nutrirsi, il bere, le interazioni sociali (comportamento sessuale) indispensabili per la sopravvivenza della specie.

I protagonisti

Ma chi si incontra lungo il percorso?
Esplorando il sistema di comunicazione usato dal cervello, scopriamo che Il centro di comunicazione è formato da miliardi di cellule nervose: i neuroni .
Eccone unoneurone

 

Non quello !

neurone

Vediamo come è strutturato

architettura del neurone

L‛architettura dei neuroni consiste in un corpo cellulare e in due serie di strutture addizionali dette “processi”. Una di queste strutture è costituita dagli assoni; il loro compito è quello di trasmettere l‛informazione da un neurone ad altri neuroni connessi con il primo. L‛altra struttura è costituita dai dendriti che hanno il compito di ricevere l‛informazione trasmessa dagli assoni di altri neuroni. Entrambe queste formazioni entrano a far parte di strutture di contatto specializzate chiamate sinapsi

Sono le reti di neuroni che consentono il passaggio di informazioni all’interno del cervello tra le sue diverse strutture, la colonna vertebrale ed il sistema nervoso periferico (dal centro alla periferia e al contrario).
Queste reti nervose coordinano e regolano tutto ciò che sentiamo, pensiamo e facciamo. In media, ciascun neurone comunica direttamente con circa 1000 altri neuroni, quindi moltiplicando per il numero di cellule nervose, si può stimare che nel cervello vi siano circa100.000 miliardi di contatti.

Ma come avviene la comunicazione tra neurone e neurone?

comunicazione

Avvertenza . Da questo momento il lettore potrà scegliere tra due percorsi: quello essenziale ,in rosso o l’altro, in nero, un poco più approfondito.
1) Ogni cellula nervosa nel cervello invia e riceve messaggi in forma di impulsi elettrici.

Siamo quindi delle centrali elettriche? In qualche modo è proprio così.
Tutte le cellule del nostro organismo sono immerse in un liquido formato da acqua e sali, neurone a riposodal quale sono isolate grazie alla membrana cellulare che le circonda. Sia nel liquido esterno che in quello presente all’interno del neurone vi sono diversi tipi di molecole elettricamente cariche: gli ioni. Alcuni ioni hanno una carica positiva mentre altri hanno una carica negativa. Gli ioni più rappresentati sono gli ioni sodio (Na+), potassio (K+), calcio (Ca++) e cloro (Cl-). Quando un neurone non sta producendo segnali, si dice che è “a riposo”. Quando un neurone è a riposo, il suo interno è negativo rispetto all’esterno perché presenta una differenza di concentrazione fra ioni sodio e potassio: precisamente all’interno c’è una maggiore concentrazione di ioni K* e all’esterno di ioni Na*

Ma perché il sistema non evolve spontaneamente verso l’equilibrio?

Anche se le diverse concentrazioni ioniche ai due lati della membrana cercano di bilanciarsi, ciò non avviene, in quanto la membrana cellulare consente il passaggio di solo alcuni ioni, attraverso canali specializzati che si aprono o chiudono in virtù di particolari pompe. La membrana cellulare a riposo mantiene una differenza di potenziale perché dotata di pompe Na+/ K+ che consumano energia per spostare 3 ioni Na+ fuori dal neurone ogni 2 ioni K+ che vengono portati all’interno.
In tal modo il versante citoplasmatico (interno) della cellula diviene più negativo del versante esterno.
Questa differenza fissa, detta potenziale di riposo, si aggira, per quasi tutti i neuroni, attorno ai -70 millivolt. Abbiamo detto che per far ciò, le cellule devono consumare dell’energia: si è calcolato che le pompe ioniche potrebbero essere responsabili di circa il 70% del fabbisogno energetico del cervello.

L’arrivo di un messaggio provoca un flusso di ioni che modifica la differenza di potenziale tra i due versanti della membrana cellulare. Se tale differenza aumenta, ovvero se il potenziale diviene più negativo, si dice che la membrana si iperpolarizza. Viceversa se la differenza di potenziale tra il versante interno ed esterno della membrana diminuisce, si dice che la membrana si depolarizza. Le correnti iperpolarizzanti o depolarizzanti che vengono generate nei dendriti si propagano, attraverso il corpo cellulare, sino a raggiungere la porzione iniziale dell’assone. Qui isegnali ricevuti dai vari dendriti del neurone vengono sommati algebricamente e, se ilcomputo finale è quello di una corrente che depolarizza la membrana cellulare dell’assone tanto da raggiungere il cosiddetto valore di soglia (che in molti neuroni si aggira attorno ai -55 millivolt), si innesca un impulso nervoso o potenziale d’azione. Al contrario se tale valore critico non viene raggiunto il potenziale non parte.

Passaggio da neurone a neurone
2) La cellula riceve ed elabora i messaggio, poi li invia ad altri neuroni.

processo di trasmissione dei neurotrasmettitori
I neuroni hanno tutti in comune il fatto che la loro attività è sia elettrica che chimica.

I neuroni cooperano e competono l‛uno con l‛altro nel regolare lo stato complessivo del sistema nervoso, circa nello stesso modo in cui gli individui di una società collaborano e competono nel prendere una decisione comune. Segnali chimici giunti ai dendriti dagli assoni con cui sono a contatto vengono trasformati in segnali elettrici, che si sommano o si sottraggono ai segnali elettrici che vengono ricevuti da tutte le altre sinapsi, determinando così la decisione di propagare o meno il segnale risultante verso una nuova destinazione. In questo caso, i potenziali elettrici viaggiano lungo l‛assone verso le sinapsi poste sui dendriti del neurone adiacente

Neurotrasmettitori messaggeri
3)I messaggi, o “impulsi elettrici”, per passare agli altri neuroni, vengono trasportati da sostanze chimiche chiamate neurotrasmettitori che appunto trasmettono i messaggi tra i neuroni.

Il segnale elettrico viene trasmesso da un neurone all’altro attraverso la sinapsi. Perché ciò si verifichi, si attua prima una conversione da energia elettrica a chimica nel neurone presinaptico e da chimica a elettrica in quello postsinaptico. La chiave di questo meccanismo è la liberazione, da parte del neurone presinaptico, di un neurotrasmettitore, che può eccitare o inibire la capacità del neurone postsinaptico di produrre potenziali d’azione. Lo spazio sinaptico è esterno ai neuroni.

Nelle sinapsi chimiche le due cellule non sono in contatto tra loro, ma sono separate da una minuscolo spazio (0,03 μm), chiamato fessura sinaptica. La presenza di quest’interruzione rende impossibile il passaggio diretto delle correnti ioniche, quindi per poter proseguire il suo viaggio, l’impulso deve “cambiare identità”. Così il segnale elettrico viene convertito in un segnale chimico e attraversa in questa forma lo spazio sinaptico, per poi essere nuovamente convertito in un impulso elettrico.
La trasmissione sinaptica avviene in fasi successive, che si susseguono rapidamente. Il punto fondamentale di questo processo è nella liberazione di molecole chiamate neurotrasmettitori.

E a proposito di neurotrasmettitori, questo video riporta l’installazione interattiva ideata dalla dottoressa Maggie Zellner e realizzata da Helene Alonso presentata a Milano nel corso della mostra BRAIN. Spiega molto bene gli effetti di alcuni fra i più importanti neurotrasmettitori (endorfina, dopamina, ossitocina e ormoni legati allo stress quali il cortisolo) utilizzando come “cavia” un bimbetto goloso di biscotti.

Nelle terminazioni presinaptiche, i neurotrasmettitori sono concentrati in particolari organelli, chiamati vescicole sinaptiche.
L’arrivo del potenziale d’azione provoca l’apertura di canali permeabili allo ione Ca2+. Il flusso di Ca2+ attraverso la membrana causa un notevolissimo aumento della concentrazione di questo ione in vicinanza delle vescicole legate alla membrana. Il Ca2+ induce un processo di fusione tra la membrana delle vescicole e quella della terminazione cellulare presinaptica. Le vescicole riversano quindi il loro contenuto nella fessura sinaptica, dove entrano rapidamente in contatto con alcune proteine, presenti nello spessore della membrana della cellula postsinaptica, chiamate
recettori.

Recettori – i ricevitori dei messaggeri chimici

recettori dopamina

4) Il neurotrasmettitore, rilasciato dal neurone, si aggancia ad un sito presente sul corpo cellulare di un altro neurone, specializzato nel riceverlo, chiamato recettore.
Il neurotrasmettitore e il suo recettore operano con specifico meccanismo che assicura che ogni recettore trasmetta il giusto messaggio solo dopo la sua interazione con il giusto tipo dineurotrasmettitore, come una “chiave” (il neurotrasmettitore) ed una “serratura” (il recettore).

 

I trasportatori – ovvero i riciclatori dei messaggeri chimici

5)Una volta che il messaggio è stato “inviato” e quindi bisogna arrestare la trasmissione (il segnale tra neuroni) il neurotrasmettitore viene riportato nella cellula da cui proviene da una proteina trasportatrice presente su questo neurone. Termina così “il dialogo”.

I neurotrasmettitori hanno continuamente bisogno di essere spazzati via e riutilizzati o eliminati. Se rimangono bloccati sui recettori della superficie neurale postsinaptica, o se un gruppo di neurotrasmettitori sta fermo intorno alla sinapsi, allora la cellula postsinaptica non riesce più a percepire le variazioni di concentrazione e il neurone rimane inattivato.
Ogni neurotrasmettitore ha il suo modo per essere spazzato via e rendere efficiente la sinapsi. Per alcuni può essere necessario un detersivo energico che li sciolga: è il caso dell’aceticolina, per altri, come la serotonina basta un buon aspirapolvere; per la dopamina è necessario un allontanamento verso i reni, dove si dissolve.

L’mmagine seguente  riassume il processo di comunicazione

trasmissione

Le cellule cerebrali per comunicare tra di loro rilasciano una sostanza chimica (neurotrasmettitore) nello spazio che separa due cellule, la sinapsi. l neurotrasmettitore attraversa lo spazio sinaptico si attacca alle proteine (i recettori) presenti sulle cellule cerebrali riceventi, che si modificano e così il messaggio viene trasmesso.

La trasmissione dei messaggi di piacere avviene attraverso la produzione del
neurotrasmettitore chiamato dopamina.

Ma che cosa è la dopamina ?

dopamina

La dopamina è un messaggero chimico che aiuta la trasmissione di segnali nel cervello e in altre parti vitali. Si trova negli uomini e negli animali vertebrati e invertebrati
Fu sintetizzata la prima volta nei laboratori Welcome di Londra da George Barger e James Ewens nel 1910
Nel 1958 in Svezia, Arvid Carlsson and Nils-Åke Hillarp scoprirono la sua funzione di neurotrasmettitore. Nel 2000, Arvid Carlsson ebbe il Nobel per aver dimostrato che la dopamina non è solo un precursore della norepinefrina e dell’epinefrina( neuro trasmettitori) ma è essa stessa un neurotrasmettitore.
Per certi versi la dopamina è il punto critico di tutto il fantastico meccanismo fin qui descritto infatti

Tutte le sostanze d’abuso hanno come bersaglio il sistema della ricompensa cerebrale che modificano inondandolo di dopamina.
Come abbiamo visto, la dopamina è un neurotrasmettitore presente in regioni cerebrali che regolano il movimento, l’emozione, la motivazione, la cognitività, la sensazione di piacere. La sovrastimolazione di questo sistema, che ci ricompensa per i nostri comportamenti naturali, produce effetti euforizzanti nelle persone che utilizzano droghe e insegna loro a ripetere il comportamento.

Il nostro cervello è programmato per assicurare la ripetizione delle attività che sostengono

la vita associando queste attività con il piacere o la ricompensa. Una volta che questo circuito viene attivato, il cervello nota che evidentemente qualche cosa di importante sta accadendo e che necessita di essere ricordato; ci insegna quindi come farlo e rifarlo ancora, senza pensare.

Poiché le droghe stimolano questo circuito, noi impariamo ad abusarne.

Tratto da: Brain – Rob de Sale e Ian Tattersall :

“Quando vengono immesse nel sistema certe sostanze , la dopamina viene rilasciata in modo innaturale nel sistema limbico in grande quantità ( fino a dieci volte più del normale). Il cervello allora inizia a dire a sé stesso:” Se mi faccio di droga riesco a ottenere una ricompensa enorme per quanto riguarda il piacere”
Il grande aumento di dopamina causato da droghe come cocaina e eroina sarà erroneamente interpretato dal cervello come normale. La necessità di quest’ultimo di mantenere un livello “normale”, regolato sul rialzo di dopamina, supererà qualsiasi cosa e, dal momento che la droga sarà l’unico elemento in grado di soddisfare le sue aspettative, questa sarà utilizzata ripetutamente.
Nella dipendenza accade che i livelli costantemente elevati di dopamina,nel cervello dei consumatori, creino cambiamenti fisici e duraturi nel loro cervello e che i neuroni diventino sordi agli stimoli, il che porta alla perdita dei recettori nella sinapsi. Il sistema alla fine si esaurisce con risultati drammatici. Si ha un dirottamento neurale e e adam Kepecs dei Cold Spring Harbor Laboratories spiega così”
“Imma giniamo di essere golosi di cioccolato. Nel corso del tempo impariamo a prevedere che il gelato al cioccolato sarà buonissimo e aspettando di riceverlo non sarà più rilasciata dopamina. Al contrario, se assumiamo una droga che crea dipendenza, non impareremo mai a prevedere quanto questa sia buona , perché sarà la droga stessa a rilasciare un po’ di dopamina in più.
Quando ciò accade, il valore di quella droga continua ad aumentare, perché adesso abbiamo capito che :
“Wow, le mie aspettative sono state superate, perciò questo deve avere molto più valore di quanto pensassi prima “
Quindi, ciò che in pratica accade è che il sistema della dopamina viene dirottato da queste droghe.”
Uno degli aspetti critici della dipendenza è che mentre è in corso il dirottamento e il consumatore è sempre più esposto alla droga, il cervello impara in fretta che la droga è necessaria e la memoria, specialmente quel tipo di memoria definita condizionante, rafforzerà il desiderio della droga stessa.
Il cervello “ dirottato” adesso si trova in assoluto svantaggio, con i rafforzamento del piacere e la memoria condizionante che gli remano contro.
La dipendenza si verifica quando l’impulso di consumare l’agente che aumenta il livello di dopamina diventa incontrollabile.”
CONTINUA …

Fonti

libri

Rob de Sale e Ian Tattersall-Brain – Codice edizioni

E’ il catalogo della mostra Brain tenutasi a Milano nel 2013

Elkhonon Goldberg- La sinfonia del cervello-  2010 Salani

J.D Vincent- Biologia delle passioni_ Einaudi 1988

dalla rete

http://www.unibs.it/sites/default/files/ricerca/allegati/Neuroscienze_per%20iniziare_testo%20complementare.pdf

http://www.neuroscienzedipendenze.it/

http://www.insostanza.it/wp-content/uploads/2013/01/La_scienza_NIDA-indice.pdf

 

 

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