Questo sito si avvale di cookie per migliorare l’esperienza di navigazione degli utenti e per raccogliere informazioni relative all’utilizzo del sito stesso. Cliccando sul bottone accetto si acconsente al loro utilizzo in conformità alla nostra Cookie Policy.

La nuova frontiera delle connessioni cerebrali

Neuroni

Le cellule di base del cervello sono i neuroni, che creano una rete costituita da circa 86 miliardi di neuroni, la cui funzione è di ricevere informazioni e di inviarle.
Il neurone è costituito da Nucleo, Soma, Dendriti, Sia, Assone, Terminazioni assonali (output). Esso invia, attraverso la sinapsi, informazioni ai muscoli scheletrici, ai muscoli lisci dei visceri (peristalsi intestinale, minzione), ed al muscolo striato cardiaco (battito cardiaco).
La comunicazione dell’informazione può avvenire tra neuroni, ma anche tra un neurone ed una cellula muscolare o una cellula adibita al rilascio di ormoni ed altre secrezioni.

La conduzione del segnale avviene lungo l’assone ed è collegata alla generazione di un potenziale elettrico, detto potenziale d’azione, che ha una velocità di propagazione compresa tra i 30 e 150 m/s.

La comunicazione tra i neuroni è mediata da siti di comunicazione detti sinapsi, che possono essere elettriche o chimiche.

Nelle sinapsi elettriche il segnale viene trasmesso attraverso un passaggio diretto di ioni tra le cellule, in modo molto rapido. L’attività elettrica tra cellule connesse da sinapsi elettriche è sempre sincronizzata; questo tipo di sinapsi è frequente nello stato embrionale, ma raro nell’adulto.

Le sinapsi chimiche sono le più comuni e permettono la trasmissione solo in una direzione. Dalla cellula presinaptica alla cellula postsinaptica, la trasmissione avviene attraverso i neurotrasmettitori, sostanze chimiche sintetizzate nei terminali assonici, che sono rilasciate in base alla stimolazione della cellula presinaptica e sono captati da recettori presenti sulla cellula postsinaptica; ogni neurotrasmettitore ha un recettore specifico.

Le connessioni tra neuroni non sono statiche: essi hanno una specificità, denominata plasticità sinaptica, che indica la capacità mediante la quale il sistema nervoso è in grado di modificare le sinapsi, di instaurarne di nuove e di eliminarne alcune: questa proprietà consente di modificare la struttura e la funzionalità del sistema nervoso, in base ad una serie di eventi, come l’esperienza.

La plasticità è una peculiarità del sistema nervoso centrale e caratterizza i processi di apprendimento; una modifica può essere causata dall’esercizio o dal processo di una patologia.

Possiamo affermare quindi che il nostro cervello cambia, si modifica, in base all’esperienza: le esperienze positive saranno benefiche per il cervello, e quelle negative viceversa.

Esaminiamo ora alcuni esperimenti attraverso i quali la Scienza ha affrontato il tema della connessione tra menti; iniziamo esaminando una applicazione concreta della capacità delle tecnologie di captare e tradurre gli stimoli cerebrali.

E’ nota la tecnologia definita Brain-Computer Interface (BCI), in cui degli elettrodi posti su una cuffia catturano gli impulsi cerebrali attraverso un'interfaccia neurale computerizzata: questo strumento registra, codifica e decodifica impulsi elettrici, i quali possono essere trasmessi via radio, wi-fi, internet e via dicendo.

Il passo successivo di applicazione porta alle nuove tecnologie definite brain-to-brain communication (comunicazione tra cervelli) e diversi esperimenti condotti negli ultimi anni suggeriscono che sarà possibile mettere in connessione i cervelli di più individui.

Sono stati effettuati esperimenti, come ad esempio quello svoltosi presso lo Starlab di Barcellona in collaborazione con la francese Axilum Robotics, attraverso i quali è stato possibile mettere in comunicazione diretta due cervelli a distanza di migliaia di chilometri utilizzando una BCI. L'esperimento è stato condotto collegando il cervello del mittente, posizionato in India, a un computer, che ha tradotto l'elettroencefalogramma in codice binario e ha trasmesso i dati a un secondo computer connesso a sua volta, in modo non invasivo, al cervello del ricevente che era in Francia.

Un altro esempio lo troviamo ad Albany, negli Usa, dove l’Albany Medical Center sta mettendo a punto un software che permetterà ai pazienti paralizzati di comunicare: per farlo basta la forza del pensiero. Dopo aver indossato una cuffia che registra l’attività neuronale grazie a una serie di elettrodi incorporati nel tessuto e riempiti di uno speciale gel, ci si concentra nel fissare una lettera tra quelle che appaiono sul display del computer di fronte. Ogni simbolo grafico lampeggia in modo diverso dagli altri: il cervello, per sceglierne uno, reagirà in modo differente ad ogni flash. Gli elettrodi della cuffia catturano gli impulsi neuronali e li inviano al software, che sarà poi in grado di abbinare l’attività celebrale alla lettera selezionata, che apparirà sullo schermo, e così via, fino a comporre parole e intere frasi. Il processo è ancora lungo (15 secondi circa per lettera), ma i risultati sono incoraggianti.

Un’altra applicazione la troviamo in un progetto del Laboratorio di Ingegneria Biomedica Biolab3 del Dipartimento di Ingegneria dell’Università degli Studi Roma Tre, che apre la strada a una maggiore interazione tra uomo e veicolo. Si chiama Ride ed è uno dei primi caschi sperimentali capaci di leggere i segnali fisiologici provenienti dal cervello durante la guida e trasmetterli in modalità wireless ad una CPU installata su una moto, consentendo l’attivazione di una serie di funzioni come frecce o freni attraverso il pensiero.

Altri studi importanti in merito sono quelli realizzati da William Giroldini, ricercatore italiano, laureato in chimica, che, da oltre 20 anni si occupa dello studio delle onde cerebrali e degli stati di coscienza.

Articolo ScS 2018

Comprendiamo così che, ordinari, o straordinari che siano, tutti gli stati della nostra coscienza sono collegati all'incessante attività elettrochimica del cervello, che si manifesta attraverso "onde elettromagnetiche": le onde cerebrali, appunto.
La frequenza di tali onde, calcolata in cicli al secondo, o Hertz (Hz), varia a seconda del tipo di attività in cui il cervello è impegnato e può essere misurata con apparecchi elettronici.
Gli scienziati suddividono comunemente le onde in "quattro bande", che corrispondono a quattro fasce di frequenza e che riflettono le diverse «attività del cervello»: Beta, Alpha, Delta e Theta.
La frequenza di tali onde è relativa allo stato di coscienza e tale stato determina un risultante tipo di emozione e/o funzione mentale.
Giroldini conduce alcuni esperimenti particolarmente interessanti sulla sincronia elettroencefalografica tra menti umane: nel 2005 effettua una ricerca con l’idea di base di registrare ed analizzare la sincronia delle onde EEG in due soggetti sensorialmente isolati, partendo dal presupposto che ci possa essere un legame fisico, osservabile, fra attività elettrica cerebrale e comunicazione tra menti.
Giroldini ed il suo staff selezionano, tra un gruppo di volontari di età compresa fra 20 e 65 anni circa, coppie di persone; quasi tutte le coppie di soggetti sono fortemente correlate fra di loro (per esempio amici, fidanzati, fratello/sorella).
I due soggetti sono posti in due stanze vicine, ma isolate fra di loro; lo sperimentatore è in una delle due stanze, oppure in una zona intermedia posta fra le due stanze; i soggetti sono invitati a restare in silenzio, ad occhi chiusi, in rilassamento, e devono cercare di entrare in “contatto psichico” l’uno con l’altro; durante tale tempo (circa 5-7 minuti) vengono registrati i dati EEG (elettroencefalogramma) dei due soggetti.
In alcune sessioni sperimentali viene somministrato un comune stimolo sensoriale uditivo ai due soggetti, mediante due altoparlanti posti vicini ai due volontari, e collegati ad una stessa fonte sonora (una radio, oppure un player di cassette).
Viene trovato un aumento altamente significativo della “sincronia di fase” fra le onde EEG dei due soggetti della coppia, con valori che possono arrivare al 10%, come media su periodi di 5-7 minuti, mentre le prove di controllo forniscono un valore medio prossimo a zero. L'emisfero cerebrale destro sembra maggiormente coinvolto nello sviluppo della comunicazione tra menti, specialmente in sede temporale.
Uno storico esperimento scientifico sulla sincronizzazione tra le onde elettroencefalografiche cerebrali in gruppo è quello condotto da Nitamo Montecucco dell’Istituto Cyber Ricerche Olistiche del Villaggio Globale di Bagni di Lucca, in collaborazione con il Club di Budapest, e con il supporto tecnico scientifico di William Giroldini e di Alessandro Marraccini, su due gruppi di meditatori a più di 200 chilometri di distanza.
L’esperimento - svolto in concomitanza con la Giornata Mondiale della Meditazione / Preghiera del 20 Maggio 2007, a cui hanno partecipato circa un milione di persone in 54 Paesi del mondo – viene condotto con due elettroencefalografi sincronizzati tra loro tramite dispositivi satellitari.
L’esperimento è basato sull'idea di registrare sincronicamente l’EEG di due gruppi di 8 soggetti in meditazione e di valutare successivamente la coerenza tra le medie dei dati così ottenuti.
Dall'analisi dei dati, emerge un risultato significativo, che ha mostrato un (seppur piccolo) effetto di “connessione psichica” fra i due gruppi: i risultati hanno evidenziato una correlazione statistica altamente significativa tra i due gruppi, con una sincronizzazione media dello 0,64%, e con picchi massimi del 5,4 %.
Tali risultati rappresentano un risultato eclatante, al di sopra di ogni previsione scientifica, visto che la sincronizzazione statistica attesa è pari allo 0 %.
Queste ricerche suggeriscono l’esistenza di una comunicazione elettromagnetica tra le aree del cervello e gli emisferi di persone vicine (madre-figlio, medico-paziente, amanti, ecc.), e tra i cervelli di persone in meditazione a distanza.