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La rete di fibre nervose del cervello umano che connette le aree cerebrali adibite al inguaggio è molto più ampia e diffusa rispetto alle altre specie di primati. E' stata una delle chiavi fondamentali per l'evoluzione del linguaggio e di capacità cognitive superiori.
Recenti studi su macachi e scimpanzè avevano dimostrato l'esistenza, nell'encefalo di queste due specie, di aree cerebrali coinvolte nella percezione e nella elaborazione di processi comunicativi omologhi a quelle adibite al linguaggio nell'uomo. Il cervello già predisposto al linguaggio verbale si sarebbe dunque evoluto prima della comparsa dell'uomo e le radici di questa caratteristica tipicamente umana erano probabilmente già presenti in un antenato comune.
Per comprendere l'evoluzione del linguaggio nella nostra specie, un gruppo di ricercatori del Yerkes National Primate Research Center, Emory University, ha confrontato l'anatomia del fascicolo arcuato, un tessuto nervoso che collega l'area di Broca e l'area di Wernicke, di uomo (Homo sapiens sapiens), scimpanzè (Pan troglodytes) e macaco reso (Macaca mulatta). L'area di Broca e di Wernicke sono regioni fondamentali per la produzione e la comprensione della comunicazione verbale. Infatti, la prima, situata nel lobo frontale, è una regione che regola i processi di elaborazione e produzione delle parole, mentre la seconda, che si trova nel lobo temporale, è adibita alla comprensione del linguaggio ascoltato. L'analisi ha previsto l'utilizzo della diffusion tensor imaging (DTI), una tecnica non invasiva che riproduce un'immagine di tessuti biologici in vivo.
Dalle pagine della rivista Nature Neuroscience, si legge che, rispetto a quello di scimpanzè e macachi, il fascicolo arcuato della nostra specie presenta le proiezioni nervose molto più diffuse e di dimensione notevolemente maggiore. Inoltre, nell'uomo non raggiungono solo l'area di Wernicke, ma connettono l'area di Broca anche con il lobo temporale medio, una regione che si pensa sia coinvolta nella comprensione del significato delle parole.
Il cervello umano, dunque, oltre che presentare le aree del linguaggio estremamente specializzate e di maggiori dimensioni rispetto alle altre specie, è carattarizzato anche da una serie più ampia e ramificata di fibre nervose di connessione, che consentono la miglior trasmissione e rielaborazione delle informazioni relative alla comunicazione verbale e, nel complesso, capacità di linguaggio notevolemente superiori.
Andrea Romano
tratto da: http://www.pikaia.eu/homepage.htm
The principles of Darwinian evolution are fundamental to understanding biological organization and have been applied to the development of functional molecules in the test tube. Laboratory evolution is greatly accelerated compared with natural evolution, but it usually requires substantial manipulation by the experimenter. Here we describe a system that relies on computer control and microfluidic chip technology to automate the directed evolution of functional molecules, subject to precisely defined parameters. We used a population of billions of RNA enzymes with RNA-joining activity, which were challenged to react in the presence of progressively lower concentrations of substrate. The enzymes that did react were amplified to produce progeny, which were challenged similarly. Whenever the population size reached a predetermined threshold, chip-based operations were executed to isolate a fraction of the population and mix it with fresh reagents. These steps were repeated automatically for 500 iterations of 10-fold exponential growth followed by 10-fold dilution. We observed evolution in real time as the population adapted to the imposed selection constraints and achieved progressively faster growth rates over time. Our microfluidic system allows us to perform Darwinian evolution experiments in much the same way that one would execute a computer program.
l'articolo qui: http://biology.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371/journal.pbio.0060085
http://biology.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371%2Fjournal.pbio.0060138
Le immagini visualizzano la superficie della corteccia cerebrale dell'emisfero destro del Macaco Rhesus (Macaca mulatta), colorata secondo la mappatura delle aree in cui si distribuiscono diverse modalità della stratificazione microscopica verticale (citoarchitettura) del tessuto corticale.
Rhesus è la scimmia più studiata e più utilizzata come modello animale (dal suo nome vengono le diciture Rh positivo e Rh negativo del nostro gruppo sanguigno). La mappatura citoarchitettonica delle aree della corteccia di questa specie è stata inizialmente realizzata, assieme a quella più famosa delle aree della corteccia dell'uomo, dal neurologo tedesco Korbinian Brodmann (1868 – 1918) e qualche anno dopo, dal neurologo triestino Costantin von Economo (1876-1931), che ha continuato e perfezionato il lavoro di Brodmann. Successivamente, lavorando con animali vivi e anche svegli, molti neuroscienziati, tra i quali Samir Zeki, hanno riconosciuto altre importanti aree della corteccia del macaco, in particolare di quella visiva.
James Lewis e David Van Essen, assemblando i dati raccolti nei precedenti studi e quelli ricavati autonomamente da esami effettuati su vari esemplari di Macaca mulatta, hanno realizzato una mappatura quasi completa della corteccia cerebrale con particolare attenzione alle regioni parietale e occipitale.
Nell’immagine principale, la superficie della corteccia dell’emisfero destro è aperta e appiattita sul piano, in modo da rendere visibili tutte le aree allo stesso momento. Le immagini correlate mostrano lo stesso emisfero in visione laterale. In una delle due immagini, però, la corteccia è stata “gonfiata” in modo da portare in superficie aree normalmente sepolte all’interno dei solchi. Nell'altra immagine, l'emisfero è posizionato sullo sfondo di una sezione della testa, in cui si può riconoscere il cervelletto.
da: http://ulisse.sissa.it/controluce/scheda/2008/Ucnl080606s001
Dalla “memoria del lievito” al cervello umano: come le proteine hanno segnato l’evoluzione del nostro sistema nervoso.
Che cosa abbia determinato la complessità del nostro cervello è un importante quesito al quale da diversi anni gli scienziati cercano di rispondere.
La teoria corrente è di genere quantitativo: “di più è meglio”. Dato che le componenti funzionali delle sinapsi, i punti in cui il segnale elettrico che viaggia lungo l’assone di un neurone viene tradotto in segnali chimici per passare al neurone contiguo, sono uguali in tutti gli animali, dall’umile verme all’uomo, e che l’unica differenza che si osserva a livello macroscopico dagli animali più semplici a quelli più complessi è il numero di sinapsi, si pensa che a determinare la crescente complessità sia proprio questa numerosità.
Seth Grant, a capo del Gene to Cognition Programme dell’istituto Wellcome Trust Sanger, non la pensa così: “I nostri studi non hanno trovato alcuna prova di questa ipotesi,” spiega lo scienziato. “Quello che abbiamo osservato noi è una notevole differenza nel numero di proteine utilizzate per le connessioni neuronali fra le diverse specie.”
Su 600 proteine presenti nelle sinapsi dei mammiferi analizzate da Grant e colleghi, solo il 50% si trovano anche nelle sinapsi degli invertebrati, e solo il 25% negli animali monocellulari.
Perché tutto questo interesse per una struttura del sistema nervoso che, se non marginale, sembrerebbe comunque avere il ruolo piuttosto meccanico di traghettare l’informazione nervosa attraverso i “vuoti” di continuità fra un neurone e l’altro? Bisogna pensare alle sinapsi non solo come delle specie di ponti sulle autostrade delle fibre nervose, ma anche come a delle “centraline” di smistamento dell’informazione o meglio ancora a dei miniprocessori. Nelle sinapsi si trovano le basi neuronali dell’apprendimento e delle memoria.
Per questo motivo gli studi come quello di Grant, pubblicato su Nature Neuroscience, sono importanti per comprendere l’evoluzione del sistema nervoso umano.
La cosa più sorprendente evidenziata da Grant è che alcune proteine importanti per la memoria e l’apprendimento si trovano nelle cellule del lievito, che non ha un cervello, dove servono a reagire a segnali ambientali, come per esempio lo stress legato alla scarsità di nutrimento o ai cambi di temperatura.
“Le proteine che si trovano negli animali monocellulari rappresentano una sorta di proto-sinapsi legata a comportamenti molto semplici,” spiega Grant. “Questo gruppo di proteine con l’evoluzione di invertebrati e vertebrati si è arricchito contribuendo ai comportamenti più complessi di questi animali.”
“L’evoluzione molecolare delle sinapsi è come l’evoluzione dei processori di computer,” conclude Grant. “La complessità crescente ha dato ai processori maggiore potenza di calcolo, e gli animali con i processori più potenti possono fare più cose degli altri.”
http://ulisse.sissa.it/scienzaEsperienza/notizia/2008/giu/Uesp080609n001
Le persone più abili a interpretare le espressioni facciali hanno sistemi di neuroni specchio più attivi
Il cervello compensa i piccoli ritardi con cui l’occhio registra le immagini del mondo facendo delle “previsioni sul futuro”
Quel che state leggendo (si proprio queste righe!) potrebbe essere un derived content! Secondo il punto di vista di Adam e Aizawa esistono dei contenuti intrinseci (intrinsic content o anche non-derived content) tipici del linguaggio del pensiero attivi nelle nostre attivazioni e associazioni neurali. I contenuti, insomma, sarebbero nelle nostre teste e da questi dipenderebbero i nostri stati cognitivi.
Quanto apprendete dall'esterno non è altro che una serie di segni e simboli convenzionali che manifestano dei contenuti derivati che noi capiamo esclusivamente in funzione dei contenuti interni. Non ci sarebbe alcun contenuto al di fuori di noi e i processi cognitivi hanno origine esclusivamente nella nostra testa! Questa posizione è nota come intracranialismo.
Adam e Aizawa hanno formulato critiche a proposito della tesi della mente estesa. Essi sostengono che l'impianto teorico di Clark non si regge in piedi visto che fuori dal cranio non c'è niente cui poggiarsi! (questo in parole molto molto povere!!!)