Home Page
il capo dei ricercatori
Edoardo Boncinelli: professore di biologia molecolare, università "Vita-Salute" San Raffaele
"così abbiamo individuato l'architetto del cervello"
Poche cose si presentano così eccitanti come lo studio del cervello e delle sue funzioni. Nonostante che questa impresa sia ancora agli inizi, si comincia a registrare qualche sostanziale progresso in questa direzione e soprattutto si cominciano a intravedere le vie d'accesso alla comprensione di questo meraviglioso strumento. Una di queste è certamente lo studio dei geni che ne controllano la formazione e, indirettamente, il funzionamento. Di questo si occupa al momento il mio laboratorio al San Raffaele.
Negli ultimi 15 anni abbiamo studiato la formazione delle varie parti del corpo durante la gestazione. Nel 1985 trovammo una famiglia di geni che controllavano la suddivisione del corpo, sorvegliando che prima venga la testa, poi le spalle, poi il torace e l'addome e così via. Dal 91 siamo poi passati a studiare la formazione del cervello e siamo infine approdati alla corteccia cerebrale. La parte più nobile del cervello, quella dove hanno sede il pensiero astratto e la creatività.
In ogni mammifero la corteccia cerebrale è suddivisa in un certo numero di aree che sono deputate a svolgere specifiche funzioni, dal controllo del movimento alla ricezione e all'elaborazione degli stimoli visivi, dall'articolazione delle parole alla comprensione del discorso altrui. Nella nostra specie queste aree sono almeno una cinquantina, eppure fino ad oggi non si sapeva quasi niente di come si venisse a creare questa suddivisione.
C'erano solo ipotesi: chi affermava che era determinata dal patrimonio genetico e quindi presente fin dall'inizio e chi invece riteneva che la suddivisione si realizzasse solo in un secondo momento, dopo l'arrivo alla corteccia delle terminazioni nervose provenienti dalle varie parti del corpo. Quando trovammo il gene regolatore Emx2, notammo immediatamente che il suo prodotto era più abbondante nelle regioni posteriori della corteccia di un topo in via di sviluppo che non in quelli anteriori.
Ci venne subito in mente che questa distribuzione ineguale poteva costituire un primo elemento di asimmetria all'interno della corteccia in formazione, a partire dal quale l'azione di altri geni avrebbe potuto realizzare la sua suddivisione e quindi determinarne la mappa finale. Nella biologia di oggi però, fra la formulazione di un'ipotesi ed il completamento degli esperimenti necessari per confermarla, o cunfutarla, può passare anche parecchio tempo. In questo caso ci sono voluti diversi anni e la disponibilità di un gran numero di tecniche di diverso tipo per poter saggiare la nostra ipotesi.
Abbiamo dovuto in primo luogo produrre degli embrioni di topo nei quali l'attività di questo gene fosse alterata e procurarci poi gli strumenti per dimostrare un eventuale cambiamento nella disposizione delle varie aree della loro corteccia. Per realizzare quest'ultimo obiettivo Antonello Mallamaci è dovuto andare un pò di volte nel laboratorio di John Parnavelas all'University College di Londra e imparare inoltre a utilizzare un certo frammento di DNA scoperto per caso da Marion Wassef alla Scuola Normale Superiore di Parigi.
Tutto questo mentre Luca Muzio portava avanti in casa gli incroci necessari per fare l'ultima prova. Avevamo anche un pò di fretta perchè dall'altra parte dell'oceano giungevano notizie che un laboratorio formidabile come quello di Dennis O'Leary stava perseguendo la stessa idea, utilizzando lo stesso gene Emx2 scoperto da noi. I risultati non sono mancati e sono chiarissimi. In un topo nel quale il gene Emx2 non può esercitare a pieno la sua azione, le aree anteriori della corteccia si espandono mentre quelle posteriori si contraggono. Il motivo è chiaro: le aree posteriori hanno più bisogno dell'azione di Emx2 e soffrono della sua mancanza, mentre le aree anteriori restano quasi indifferenti a quest'evento.
Abbiamo in sostanza trovato un primo gene che controlla la suddivisione della corteccia, dimostrando tra l'altro che almeno nelle sue grandi linee, questa suddivisioneè regolata geneticamente. Il topo, si sa, non è un animale particolarmente brillante e portato al ragionamento astratto, ma nelle scimmie superiori e soprattutto negli esseri umani esistono diverse aree corticali dedicate al ragionamento, le cosiddette aree frontali o prefrontali. Queste si distinguono nettamente da altre localizzate un pò più dietro e soprattutto da quelle localizzate nella parte più posteriore della corteccia e costituzionalmente impegnate nell'elaborazione del messaggio visivo.
Durante l'evoluzione dei mammiferi in sostanza c'è stata una progressiva espansione delle aree corticali localizzate anteriormente. E' abbastanza ragionevole pensare che in questo processo ci abbia messo lo zampino Emx2, insieme naturalmente a molti altri geni. Anche l'origine della mappa della nostra corteccia, condizione necessaria per lo sviluppo del nostro pensiero, comincia a esserci un poco più comprensibile e tutto fa pensare che questi esperimenti non siamo che l'inizio di una grande attività di ricerca focalizzata su quell'organo che è stato definito l'oggetto più complesso dell'universo e che certamente rappresenta il gioiello dell'evoluzione biologica.