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 Libro del mese   

Anno 2012


Basi scientifiche dell'apprendimento
e dell'intelligenza
GIUGNO 2012Prima edizione,
gennaio 2007



L'Autore

Erik Kandel è professore alla Columbia University di New York. Nel 2000 è stato insignito del Premio Nobel per le sue ricerche sulle basi fisiologiche della conservazione della memoria nei neuroni.

ISBN 978-88-7578-060-9

Eric Kandel

Alla ricerca della memoria.
La storia di una nuova scienza della mente.


Editore

2007, Codice edizioni, Torino.
Ed. or. In Search of Memory. The Emergence of a New Science of Mind.


Pensavo che fosse un saggio, invece è un'autobiografia! Ma non importa: l'ho letta con interesse. Kandel racconta della sua infanzia a Vienna, dov'è nato, del suo trasferimento negli Stati Uniti con la famiglia, dei suoi studi di storia e letterature europee ad Harvard. Comincia ad interessarsi allo studio della mente leggendo Psicopatologia della via quotidiana di Freud. Conosce Burrhus Skinner, il fondatore del comportamentismo. Poi vira decisamente verso la psicoanalisi (aveva due cose in comune con Freud: la nazionalità e la religione). Dopo il college, Kandel si iscrive alla Facoltà di Medicina con l'obiettivo di diventare psicoanalista. All'ultimo anno, però, scopre un forte interesse per la base biologica della pratica medica.

È bello notare che Kandel racconta a noi quello che conosceva del cervello nelle diverse epoche della sua vita. La descrizione che compare a pag. 42 (il sistema nervoso centrale) è veramente quello che lui sapeva del cervello quando era studente! Mano a mano che la lettura del libro procede, la conoscenza del cervello aumenta di pari passo con il procedere degli studi di Kandel nella vita reale.

Gli studi di neurofisiologia cominciano nel 1955 con Harry Grundfest, della Columbia University di New York. Kandel apprende i tre principii base della biologia delle cellule nervose: dottrina del neurone di Cajal (il neurone è l'unità di base del cervello nonché l'elemento fondamentale per la trasmissione di segnali al suo interno); l'ipotesi ionica (descrive come avviene la trasmissione di informazioni all'interno della cellula nervosa); la teoria chimica della trasmissione sinaptica (concernente la trasmissione di informazioni fra le cellule nervose; definisce i potenziali d'azione; descrive i neurotrasmettitori e i recettori).

Se Freud aveva capito che solo facendo parlare le persone poteva comprendere i livelli più profondi della coscienza, Kandel intuisce che solo imparando ad "ascoltare i neuroni" può comprendere il linguaggio della mente. "La registrazione dell'attività neuronale costituiva, si fa per dire, un'introspezione oggettiva" (p. 67). Alla Columbia University Kandel impara a registrare i segnali elettrici delle cellule nervose. Apprende come si attivano i segnali elettrici all'interno dei neuroni (i potenziali d'azione agiscono secondo il principio del "tutto o niente", cap. 5). Poi apprende che il segnale che si scambiano due cellule nervose è di natura chimica; viene poi riconvertito in segnale elettrico all'interno della cellula ricevente (cap. 6).

Nel 1955-56 Grudfest fa fare esperienza di laboratorio a Kandel con Dominick Purpura; nel 1957 lo troviamo al fianco di Wade Marshall Alla metà del XX secolo non era ancora chiaro se le abilità mentali fossero collocate in specifiche regioni oppure se fossero il prodotto dell'intera corteccia cerebrale (qui Kandel si lancia in una gustosa digressione: parte da Cartesio, passando per F. J. Gall e arriva a Broca e Wernicke). Proprio in quegli anni Brenda Milner fornì la prova che i lobi temporali sono cruciali per la memoria umana (la straordinaria vicenda del paziente H. M.). Dopo aver letto le sue ricerche, Kandel decise di focalizzare i suoi studi sul problema di come la memoria venga immagazzinata nel cervello, questione all'epoca senza risposta.

Un anno di esperimenti su singole cellule (all'interno dell'ippocampo) con il collega A. Spencer fece comprendere a Kandel un'importante verità: i meccanismi cellulari dell'apprendimento e della memoria non risiedono nelle speciali proprietà del singolo neurone, ma nelle connessioni che riceve ed effettua con i neuroni del circuito cui appartiene (p. 131). La sfida era di un'estrema difficoltà, anche perché il campo non era ancora stato battuto da nessuno. "Nel 1962 parlare di apprendimento alla maggior parte dei neurobiologi cellulari era un po' come parlare alla luna" (pag. 160).

Col tempo, Kandel si sposta da uno studio del cervello volto a delineare le componenti profonde della mente, ad un più radicale approccio riduzionista. Con il fisiologo francese (di origine céca) Ladislav Tauc, Kandel trascorre un anno e mezzo a Parigi per condurre esperimenti su un invertebrato dalla composizione cerebrale molto semplice, l'Aplysia. Scopo degli esperimenti è seguire il percorso del flusso di informazioni dall'input sensoriale all'output motorio. Dagli esperimenti risulta che schemi differenti di stimolazione alterano la forza delle connessioni sinaptiche.

Nel 1967 Kandel pubblica un articolo, "Approcci neurofisiologici cellulari nello studio dell'apprendimento" in cui sottolinea l'importanza di scoprire che cosa effettivamente accade a livello di sinapsi quando il comportamento viene modificato dall'apprendimento. L'articolo susciṭ molto interesse e indusse molti scienziati ad intraprendere un approccio riduzionista allo studio dell'apprendimento e della memoria.

Proseguendo negli studi sull'Aplysia, verso il 1968-69 Kandel e i suoi collaboratori identificarono i moto-neuroni che controllano il movimento della branchia dell'invertebrato e, successivamente, poterono eseguire la mappatura delle loro connessioni sinaptiche. L'équipe di Kandel adeŕ all'ipotesi che le sinapsi possano essere rafforzate dall'apprendimento e, quindi, contribuire all'immagazzinamento mnemonico. La memoria, in altre parole, deriva dai cambiamenti nelle sinapsi di un circuito neurale.

Dopo aver esaminato la memoria a breve termine, l'indagine di Kandel si sposta sulla memoria a lungo termine (excursus da Hermann Ebbinghaus a William James). Scopre che l'addestramento prolungato, modificando permanentemente le connessioni neuronali, modifica fisicamente il cervello dell'Aplysia. Le ricerche sull'Aplysia continuano per tutti gli anni Settanta. Analizzando i processi biochimici intercorrenti tra i singoli neuroni, Kandel e i suoi collaboratori scoprono che l'apprendimento dà origine alla memoria a breve termine, attraverso la mediazione di proteine e di altre molecole già presenti nelle sinapsi. Gli studi sugli invertebrati, così come parecchi altri studi sui vertebrati, dimostrano che la memoria a lungo termine dipende invece dalla sintesi di nuove proteine, processo che implica variazioni permanenti nella forza sinaptica.

Negli anni Ottanta, il DNA apre nuove strade (lungo excursus che parte da Gregor Mendel, fino a Schroedinger, James Watson e Crick che occupa quasi tutto il cap. 17). Nel capitolo seguente sono esposte le ricerche di Jacob e Monod. La nuova domanda che si pone Kandel è: quali sono i geni della memoria? Kandel si trasferisce alla Columbia University, dove sostituisce il suo méntore, Harry Grundfest, che lascia per limiti di età. I suoi nuovi esperimenti (1985) sono volti a comprendere quali sono le fasi genetiche molecolari che intervengono nel processo di creazione della memoria a lungo termine. Nel 1986 Kandel pubblica un articolo su Nature ("La memoria a lungo termine da cima a fondo") in cui ipotizza che l'azione genica alla base della memoria a lungo termine consista in due fasi: a) una proteina, dal neurone, si sposta nel nucleo della cellula; b) il nucleo attiva determinati geni regolatori che innescano la sintesi proteica essenziale per la crescita sinaptica (che causa l'immagazzinamento a lungo termine).

Il libro finisce in gloria con il racconto di come, nell'anno 2000, Erik Kandel fu insignito del Premio Nobel per la Medicina e Fisiologia «per la trasduzione del segnale del sistema nervoso» (premio convidiso con Arvid Carlsson).