«Il mio cervello è per me il meccanismo più inspiegabile», scriveva Virginia Woolf nel 1932 alla sua intima amica, scrittrice e compositrice Ethel Smyth. Lo descriveva sempre in fermento, capace di volare alto e subito dopo sprofondare, e si chiedeva a cosa servisse quella passione. Quasi un secolo dopo il cervello resta un grande enigma, ma ci sono studi che aprono la strada alla comprensione più ampia del suo funzionamento.
Come quelli fatti da Karl Deisseroth (73 anni), Peter Hegemann (55 anni) e Georg Nagel (71 anni), premiati ieri con il Nobel per la Medicina, per aver trovato il modo di accendere o spegnere con la luce cellule nervose selezionate e verificare che cosa fanno. I tre scienziati, in pratica, hanno gettato le basi dell’optogenetica - la disciplina che combina genetica e ottica per studiare il comportamento delle cellule permettendo ai ricercatori di attivare o disattivare singoli circuiti neuronali nel cervello. Grazie all’optogenetica si possono rievocare ricordi, suscitare emozioni, indurre comportamenti e studiare i tipi di neuroni coinvolti in vari disturbi psichiatrici e neurologici, dalla depressione all’Alzheimer e al Parkinson.
Sono stati così identificati negli animali, ad esempio, i circuiti che regolano la percezione del dolore, i comportamenti sociali, la sete, l’assunzione di cibo, i meccanismi di ricompensa, l’attenzione. Sono state pure individuate le cellule nervose responsabili di svariate funzioni: dal controllo del ritmo circadiano (l’orologio biologico interno che regola il ciclo di 24 ore delle funzioni psicofisiche e del sonno-veglia negli esseri viventi) all’insorgenza della febbre.
LE MOTIVAZIONI
«L’optogenetica offre opportunità per mappare il cervello in un modo che un tempo potevamo solo sognare. I tre vincitori hanno fondato una nuova era per lo studio delle neuroscienze» ha spiegato Per Svenningsson, presidente del Comitato Nobel per la Fisiologia o la Medicina, nelle motivazioni del premio che quest’anno vale 12 milioni di corone svedesi (poco più di un milione di euro) che gli scienziati si divideranno. D’altra parte questa scoperta è stata possibile grazie a una “staffetta” ideale fra le loro intuizioni. Tutto è iniziato con la curiosità del tedesco Peter Hegemann che si chiedeva come la Chlamydomonas, un’alga unicellulare, fosse in grado di nuotare verso una fonte di luce.
Nei primi anni 2000, lui e Georg Nagel, anch’esso nato in Germania, scoprirono la canalrodopsina, una proteina dalle proprietà uniche ricavabile da un’alga, presente sulla superficie della cellula: quando viene illuminata dalla luce blu, si apre un canale attraverso la proteina. Gli ioni carichi fluiscono quindi all’interno della cellula, creando un impulso elettrico. I due scienziati scoprirono che, indipendentemente dalla cellula in cui veniva inserita la proteina, queste cellule diventavano fotosensibili. L’americano Karl Deisseroth ha compiuto il passo successivo: ha introdotto il gene della canalrodopsina nelle cellule nervose dei ratti e, illuminando le cellule con luce blu, è riuscito a innescare un segnale nervoso.
Deisseroth ha pubblicato la rivoluzionaria scoperta nel 2005, due anni dopo ha fatto funzionare questo interruttore controllato dalla luce per le cellule nervose nel cervello di topi vivi riuscendo a far a muovere i baffi di un ratto agendo sui neuroni della corteccia motoria e a svegliare animali addormentati stimolando le cellule che regolano la veglia. Nel 2012, lavorando anche con Susumu Tonegawa, Nobel per la Medicina nel 1987, la tecnica ha permesso di individuare le cellule necessarie a richiamare uno specifico ricordo. I neuroscienziati ora stanno utilizzando questo metodo in Medicina Clinica, per ripristinare la vista in persone affette da retinite pigmentosa, perché permette di modificare le cellule retiniche dei pazienti per renderle sensibili alla luce.
LA NOTIZIA
La notizia del premio Nobel ha trovato i tre scienziati in tutt’altre faccende affaccendati. A Georg Nagel la telefonata che gli annunciava il prestigioso riconoscimento è arrivata mentre si trovava in Italia, «in un luogo montuoso fra Napoli e Roma». «Sono al sole, su una terrazza, circondato da ulivi e limoni», ha risposto alla Fondazione Nobel che lo cercava. «Sono molto sorpreso, non posso crederci», ha aggiunto emozionato. Nagel si trova in Italia perché sua moglie è di Napoli ed entrambi preferiscono trascorrere l’inverno in Campania piuttosto che alle temperature rigide di Würzburg, dove vivono il resto dell’anno.
Karl Deisseroth invece era a casa e si era appena steso per riposare dopo avere lavorato a un articolo fino a tarda notte. «È un grande onore, incredibile e inaspettato», ha commentato Deisseroth, raccontando di essere un nottambulo e di essersi messo al lavoro, «solo dopo che i suoi bambini si erano addormentati». E i bambini sono stati anche il primo pensiero dopo la clamorosa notizia: ha iniziato a preparare i panini per i suoi figli, che stavano ancora dormendo e che presto si sarebbero svegliati per andare a scuola. Hegemann, invece, ha saputo di aver vinto il Nobel per la Medicina dal suo assistente, visto che dalla Fondazione svedese non riuscivano a contattarlo.