Il cervello umano è un enigma che gli scienziati hanno risolto per anni, cercando di rispondere a una serie di domande . Abbiamo raccolto 10 fatti interessanti basati sulla ricerca.

Quale dormiente non è disturbato dal rumore?

Perché alcune persone possono dormire sonni tranquilli in un ambiente rumoroso, mentre altre vengono svegliate da qualsiasi fruscio? Questa domanda è stata posta dagli specialisti del Massachusetts General Hospital e hanno condotto uno studio sulle persone, monitorando il loro cervello durante il sonno utilizzando un elettroencefalogramma (EEG) e dando loro notti rumorose. Gli scienziati sanno da tempo che le informazioni sensoriali, compreso il suono, viaggiano nel cervello attraverso il talamo e poi attraverso la corteccia cerebrale, dove avviene l’elaborazione. La connessione tra queste strutture provoca oscillazioni nel campo elettrico del cervello, e sono chiaramente visibili sull’EEG. Le sequenze di brevi impulsi che sono caratteristiche del secondo e del terzo stadio del sonno sono chiamate fusi. Gli esperti hanno notato che durante ogni notte per ogni partecipante è caratterizzato da un numero costante di mandrini. Allo stesso tempo, coloro che avevano questo numero si sono rivelati più alti erano più difficili da svegliare dal rumore. Probabilmente, sono queste sequenze di brevi impulsi che fungono da barriera al rumore e aiutano chi dorme a non reagire al suono.

Perché una persona dovrebbe battere le palpebre?

La persona sbatte le palpebre più del necessario per bagnare gli occhi. Scienziati giapponesi dell’Università di Osaka hanno notato che le persone lampeggiano tra eventi significativi per loro – durante le pause nel discorso di un oratore, alla fine di una frase durante una lettura o quando una scena cambia in un film. Uno studio che utilizzava la tomografia computerizzata ha mostrato che in tali momenti di battito di ciglia nel cervello, l’attività nella rete neurale dell’attenzione diminuisce bruscamente, il che si riflette in una diminuzione del flusso sanguigno alle parti parietali del cervello. Il normale lampeggio durante la visione di un film non ha avuto tale effetto. Gli scienziati sono giunti alla conclusione che parte dell’ammiccamento umano è associato al processo di “riavvio” delle cellule nervose nella rete neurale dell’attenzione. In media, una persona sbatte le palpebre 15-20 volte al minuto: questo è troppo per bagnare la cornea degli occhi. Le persone trascorrono fino al 10% del loro tempo totale di veglia sbattendo le palpebre e questo processo è in gran parte associato alla necessità di aiutare il cervello ad “alleviare” la tensione e spostare l’attenzione da un argomento all’altro.

Come vedono i ciechi?

In effetti, non vediamo con i nostri occhi, ma con il nostro cervello. Se la corteccia visiva è danneggiata, come accade con lesioni o ictus, la capacità di vedere scompare. Tuttavia, come dimostrano gli esperimenti degli scienziati, la vista cieca rimane in queste persone. Le persone che, a tutti gli effetti, non hanno la vista a causa di un danno cerebrale, possono determinare correttamente la posizione degli oggetti nello spazio, nominare la forma, il colore, la direzione del movimento con una probabilità superiore al caso. Allo stesso tempo, loro stessi dicono di non vedere nulla, e questo è confermato dagli esami. Durante uno degli esperimenti, al paziente è stato chiesto di camminare per la stanza. Non sapeva che c’erano degli ostacoli, ma è stato in grado di aggirarli lungo la strada, seguendo la voce. Il fenomeno della vista cieca, o blindsight, è di grande interesse per la scienza e continua ad essere esplorato.

Dolori fantasma

Il 98% dei pazienti amputati riferisce dolore agli arti inesistenti. Ci sono casi in cui il dolore è apparso in altre parti mancanti del corpo che sono state rimosse: al petto, agli occhi o ai denti. Alcuni scienziati spiegano questo fenomeno dalla posizione di violazione dello schema corporeo. Lo schema corporeo è una rappresentazione interna inconscia del nostro cervello sull’organizzazione strutturale del corpo, sulle sue caratteristiche dinamiche, sulla posizione attuale e mutevole delle sue parti.

Quando i segnali di un arto perso cessano di raggiungere una certa area del cervello (si trova nella corteccia cerebrale nel giro postcentrale), allora quest’area inizia a sperimentare la “fame sensoriale”. Come compensazione, i segnali cominciano ad arrivare in quest’area, che inizialmente entrava nella vicina sezione del giro. Questo meccanismo può servire come risposta alla domanda sul perché, quando la pelle del viso viene stimolata, il paziente inizia improvvisamente a provare dolore fantasma nell’arto amputato. Il fatto è che la “zona della mano” si trova accanto alla “zona del viso” sul giro postcentrale. L’esperimento si è basato non solo sui sentimenti personali dei pazienti, ma anche sui dati della magnetoencefalografia.

La sinestesia è il dolore dell’empatia

Circa l’1,6% delle persone è in grado di provare empatia tattile o sinestesia. Una persona può provare le stesse sensazioni dell’altra persona colpita: può essere il tocco, o forse il dolore di qualcun altro. Ad esempio, un sinestetico osserva qualcuno che viene toccato sulla guancia e sente il tocco sulla sua guancia. I ricercatori di questo fenomeno parlano della presenza di speciali neuroni specchio nel cervello e di un più alto livello di empatia in queste persone. A proposito, a volte si osserva sinestesia nelle persone con arti amputati. Quando si avvicinava uno specchio a un malato senza braccio e si toccava il suo braccio sano, a lui, che guardava il riflesso, sembrava che il tocco stesse avvenendo con un arto fantasma. Cioè, l’immagine visiva ha causato sensazioni reali: questa è una delle varianti della sinestesia.

Perché le persone sbadigliano?

È stato suggerito che lo stesso meccanismo ci faccia sbadigliare quando vediamo una persona che sbadiglia. Anche gli scimpanzé mostrano questo comportamento. Tuttavia, gli scienziati hanno una serie di ipotesi sul significato naturale dello sbadiglio: secondo uno di loro, in questo modo una persona riceve una grande porzione di ossigeno quando manca nel corpo, e secondo un altro, questo è necessario per un cervello riscaldato per raffreddarsi. La scienza non ha ancora una risposta esatta.

Perché le persone non ridono quando si fanno il solletico?

Farsi il solletico non può provocare risate, poiché ciò è impedito dal nostro cervelletto, che controlla tutti i movimenti del corpo. Invia segnali ad altre parti del cervello, incluso il comando di ignorare l'”auto-solletico”. Ma se ti solletichi il palato con la lingua, potresti riuscire a ingannare il cervelletto.

Per quanto tempo una persona può rimanere sveglia?

È noto in modo affidabile che una persona non può dormire per 11 giorni. Il record è stato stabilito dal 42enne inglese Tony Wright. È rimasto sveglio per 274 ore per scoprire come il corpo umano risponde alla privazione del sonno. Secondo lui, gli emisferi destro e sinistro del cervello richiedono diverse quantità di sonno e, caricandoli a turno, puoi rimanere in buona forma per un tempo piuttosto lungo. Durante l’esperimento, ha lottato con il sonno giocando a biliardo e aggiornando il suo diario online. Ma un’altra esperienza è immortalata nel Guinness dei primati: il diciassettenne americano Randy Gardner ha trascorso 264 ore e 30 minuti senza dormire nel 1963. L’esperimento è stato condotto da ricercatori della Stanford University. Il curatore del progetto John Ross ha riferito di gravi cambiamenti nelle capacità mentali e nel comportamento del soggetto: era in uno stato di abbattimento, aveva problemi di concentrazione e memoria a breve termine, allucinazioni e paranoia derivavano dalla mancanza di sonno nel giovane. Ad esempio, il quarto giorno, Randy si considerava una persona diversa, un partecipante all’annuale partita di football americano, e il cartello stradale gli sembrava una persona. L’ultimo giorno gli è stato chiesto di sottrarre 7 consecutivamente partendo dal numero 100, è arrivato a 65, ha taciuto e, interrogato sul motivo dello stop, ha detto di aver dimenticato cosa stava facendo ora. I rappresentanti del Book of Records dopo l’esperimento hanno dichiarato che non avrebbero registrato record successivi per l’insonnia artificiale, poiché ciò potrebbe rappresentare una minaccia per la salute umana.

In che modo una professione influisce sul cervello?

L’attività professionale colpisce il cervello, come dimostrato da vari studi di scienziati. Le azioni monotone sul lavoro portano al fatto che il cervello diminuisce. Ad esempio, i giocatori di scacchi professionisti hanno un volume ridotto di materia grigia nel lobo occipitotemporale coinvolto nella rappresentazione degli oggetti l’uno rispetto all’altro e un volume ridotto del nucleo caudato responsabile del processo decisionale. Le scansioni delle loro teste hanno mostrato che avevano anche una riduzione della capacità del fascicolo longitudinale mediale, che trasmette le informazioni dalle aree visive alle aree esecutive. Stranamente, questa immagine ricorda i cambiamenti nel cervello degli alcolisti. Secondo gli scienziati, ciò è dovuto al fatto che quando giocano a scacchi professionisti i giocatori usano le parti del cervello coinvolte nell’elaborazione delle informazioni sensoriali, e non quelle associate all’intelligenza e alla logica.

La ricerca nel cervello dei programmatori ha dimostrato che anche loro non usano le strutture associate alla logica. Mentre lavorano, attivano le aree cerebrali responsabili della memoria, dell’attenzione e delle capacità linguistiche, proprio come i linguisti professionisti. Gli acustici che lavorano con i suoni hanno una corteccia uditiva meglio sviluppata, in cui ci sono più giri a forma di dito pieni di materia bianca. I musicisti professionisti hanno un’area ingrandita del cervello responsabile delle capacità motorie fini e, in particolare, dei movimenti delle dita.

I tassisti hanno un’area dell’ippocampo notevolmente ingrandita, l’area del cervello responsabile della transizione dalla memoria a breve termine alla memoria a lungo termine e dell’elaborazione delle informazioni spaziali sull’ambiente. Secondo gli scienziati, ciò è dovuto alla necessità di ricordare centinaia di percorsi e deviazioni. È noto che il volume della materia grigia aumenta con l’apprendimento.

I ricercatori dell’University College di Londra hanno eseguito scansioni della testa su tirocinanti che studiano per tre o quattro anni e memorizzano 25.000 strade di Londra. Negli studenti “eccellenti”, gli scienziati hanno visto un aumento dell’ippocampo, mentre nei “perdenti” non ci sono stati tali cambiamenti nel cervello. Gli scienziati avvertono che i conducenti che utilizzano un navigatore disattivano l’ippocampo e impediscono lo sviluppo del cervello.

Il cervello si restringe anche negli astronauti. Confrontando le immagini MRI prima e dopo il volo, gli scienziati hanno visto che il solco centrale che separa i lobi frontali e parietali si restringeva nei viaggiatori spaziali, la corteccia cerebrale si spostava leggermente verso l’alto nel cranio e la circolazione del liquido cerebrospinale nei lobi parietali era interrotta. Più tempo una persona trascorreva sulla ISS, più pronunciati erano i cambiamenti. Scienziati russi e belgi hanno anche notato che dopo il volo nello spazio, il volume della materia grigia nella regione temporale della corteccia dei membri dell’equipaggio è diminuito di quasi il 3%, il contenuto della materia bianca è diminuito e la forma del cervello stesso è cambiata leggermente. Sei mesi dopo, la quantità di materia grigia è tornata ai valori precedenti al volo, ma la materia bianca non si è mai ripresa.

Perché il cervello viene stimolato con la corrente?

Nel nostro tempo, gli scienziati hanno imparato a stimolare il cervello a beneficio dell’uomo e della società. Tra le più recenti proposte di scienziati basate sulla ricerca: la stimolazione cerebrale con la corrente elettrica come trattamento per le tendenze violente, come salvataggio dalla progressione di tremori e depressione, come prevenzione dei problemi di memoria e un modo per ricordare ciò che è stato dimenticato. A proposito, il cervello è un organo completamente insensibile. Non percepisce il dolore, poiché non ha recettori del dolore, grazie a ciò sono possibili operazioni cerebrali quando il paziente è cosciente e può rispondere alle domande dei medici. Questo può essere necessario per assicurarsi che l’intervento medico non abbia danneggiato le funzioni corporee e la coscienza del paziente.