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40 RICERCA E CLINICA
ALESSANDRO ROSSI
Le connessioni cerebrali dell’intelligenza:
il connettoma
dei processi cognitivi
Alessandro Rossi, Professore ordinario di Neurologia.
Direttore del Dipartimento di Scienze Neurologiche e Neurosensoriali, Università di Siena
L’intelligenza non è più problema filosofi- co o semantico ma è un problema scientifico. Le acquisizioni sulla neurobiologia dell’intelli- genza e sui domini cognitivi che ne sono alla base, sono una conquista ma anche una sfida sia per la medicina (per una vasta gamma di malattie neurologiche degenerative) che, più in generale, per la società. Basti considerare che i miglioramenti in sanità, lo sviluppo medico ed economico assicurano una crescente aspettati- va di vita, realizzando una nuova fase dell’esi- stenza chiamata “the golden age”. Il National Institute of Aging ha stimato che l’età dell’oro, dagli attuali 500 milioni di ultra 65enni, inclu- derà 1 miliardo di persone nel 2030. Proteg- gere l’autosufficienza e il benessere di questa parte crescente di popolazione significa anche investire per capire e prevenire il deterioramen- to cognitivo. Sappiamo che i neuroni e loro in- terconnessioni non hanno una sopravvivenza programmata e che quindi il deterioramento cognitivo non è una conseguenza ineluttabile dell’invecchiamento. È stato, infatti, dimostra- to sperimentalmente che il cervello dei mam- miferi può mantenersi efficiente per almeno per il doppio degli anni corrispondenti alla vita media della specie.
Sebbene l’intelligenza sia stata una funzio- ne alla perenne ricerca di una sua definizione, vi è oggi un generale consenso nel definirla co- me un processo che esprime la capacità gene- rale di affrontare i problemi e di riorganizzarsi sulla base delle dinamiche tra organismo e am- biente. L’intelligenza non è solo apprendimen- to, ma piuttosto riflette la capacità più ampia e profonda di comprendere ciò che ci circonda, dare un valore alle cose che accadono, capire cosa fare di fronte ad una circostanza imprevi- sta. Per fare questo occorrono strumenti (cioè funzioni o domini cognitivi) quali l’attenzione e la memoria, percezione e abilità visuomotorie capacità di ragionare, pianificare, risolvere pro- blemi, pensare in maniera astratta, compren-
dere idee complesse, imparare velocemente e imparare dall’esperienza. Le attuali neurotec- nologie hanno consentito di affacciarsi sulle connessioni cerebrali responsabili dei processi alla base dell’intelligenza umana.
Recenti studi sulla connettività cerebrale in adulti sani hanno dimostrato che il cervello umano risponde alle regole generali che go- vernano i sistemi complessi organizzati in rete. Questi studi, condotti alla ricerca delle caratte- ristiche organizzative che possano giustificare le differenze dei livelli d’intelligenza in una po- polazione di soggetti adulti, hanno correlato la connettività funzionale in una popolazione di adulti sani con le misure di intelligenza ottenu- te mediante applicazione di tests psicometrici. È stato dimostrato che i livelli d’intelligenza so- no fortemente correlati con la capacità di tra- sferire informazioni tra aree cerebrali distanti tra loro (lobi prefrontali, hippocampo, polo temporale e giro postcentrale) utilizzando con- nessioni deboli).
Il termine debole non significa che queste strutture cerebrali comunichino debolmen- te ma piuttosto che comunicano in maniera “flessibile”. Le connessioni forti permettono di “tenere insieme” i sotto-sistemi dell’orga- nizzazione ma sono le connessioni deboli a conferire flessibilità alle loro interazioni. Que- sto ha smentito l’ipotesi classica che “stronger is better” e che ha condizionato l’attenzione delle neuroscienze quasi esclusivamente verso le connessioni forti e stabili. In realtà, una rete di connessioni, comunque sia considerata, è fondamentalmente un insieme di legami ed è evidente che in ogni analisi di rete assumono rilevanza la forza dei legami tra gli elementi. Per chiarire quest’aspetto possiamo utilizzare l’esempio di una rete sociale. I legami forti ten- dono a portare a una progressiva chiusura e frammentazione della rete. Infatti, se il gruppo (una frazione di rete) è costituito dai soli legami
Toscana Medica 2|2016