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L’energia umana: Il cervello (curiosità evoluzionistiche)

Scritto da Raffaele Berardi il 29 aprile 2016

Rubrica: Energia
Titolo o argomento: La prima fonte di energia per la sopravvivenza e l’evoluzione dell’uomo
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Come abbiamo visto nei precedenti articoli (vedi i link correlati in basso) il cervello è ben di più di una massa grassa umidiccia (definizione ironica elargita da un coinvolgente professore ad un convegno tenutosi presso l’Università Politecnica delle Marche lungo un’intera settimana dedicata al vasto mondo delle Neuroscienze).

L’evoluzione del cervello ha accelerato intensamente tra gli 800.000 ed i 200.000 anni fa. In questo arco temporale si è sviluppato ben il 50% del cervello che conosciamo oggi. A seguito di questa impennata prestazionale il cervello è stato in grado di arrivare ad accaparrarsi fino al 20% dell’energia consumata dal nostro organismo.

Curiosamente negli ultimi 200.000 anni il cervello ha rallentato notevolmente la sua crescita esponenziale fino al completo arresto.

Alcuni scienziati teorizzano che il cervello abbia raggiunto i suoi consumi massimi (teoria che però è in contrasto con i consumi di circa il 65% raggiungibili dai bambini che di certo non si tirano indietro dall’abbinare il tutto anche ad un’intensa attività fisica).

Il genetista americano Gerald R. Crabtree dell’Università di Stanford ritiene che oggi siamo persino meno intelligenti di quanto non lo fossimo da cavernicoli, questo perché la mancanza di pressioni ambientali e l’avvento di eccessive comodità della società moderna ridurrebbe l’ottimizzazione di quella rete di geni che fa funzionare la nostra intelligenza.

Alcuni evoluzionisti ipotizzano che lo sviluppo del cervello sia divenuto più incisivo nel paleolitico, epoca in cui gli uomini avevano via via maggiore accesso ad un’alimentazione basata sull’assunzione di carne (proteine animali). Abbandonando un’alimentazione basata prevalentemente sulle proteine vegetali, il tratto digestivo si sarebbe accorciato implicando un minore consumo di energia resa di conseguenza disponibile al cervello (per la crescita dimensionale e computazionale).

I ricercatori dell’Università di Zurigo, nel 2011, hanno però dimostrato che non vi è competizione tra l’energia consumata dal cervello e quella impiegata per la digestione. Inoltre l’aumento volumetrico del cervello sarebbe imputabile alla perdita di tessuto grasso verificatasi con l’evoluzione della nostra specie.

Gli organismi viventi, è risaputo oggi più che mai, necessitano di energia. Questa, a monte, proviene dalle reazioni termonucleari del sole che sono in grado di produrre in un solo secondo 112.500.000.000 TWh contro i soli (si fa per dire) 18,8 TWh prodotti in un anno (per l’esattezza il 2007) dal nostro intero pianeta.

L’impiego base dell’energia per l’uomo è destinato, per natura, al procacciamento di cibo, allo svolgimento dell’attività sessuale riproduttiva ed alla difesa in un ambiente definito ostile. Oggi soprattutto l’ultima esigenza è mutata notevolmente.

Il cervello ed il tessuto grasso sono quindi considerati vere e proprie riserve energetiche cui attingere per far funzionare i nostri strumenti di sopravvivenza. La sostanziale differenza sta nel fatto che, mentre il cervello può disegnare strategie operative a basso consumo energetico, il grasso è una sorgente energetica pronta all’uso. Il cervello ed il grasso possono essere utilizzati per aumentare la nostra forza, mentale nel primo caso, fisica nel secondo. Proprio a tal proposito, potendo l’uomo fare minore uso di grasso nel momento in cui è stato in grado di procurarsi un riparo e predare con maggiore efficienza, il cervello ha sottratto energia al grasso depositato in precise aree del nostro corpo riuscendo così ad ingrandirsi, evolversi e affinare capacità strategiche finalizzate alla sopravvivenza.

Oggi strumenti avveniristici come l’Optogenetica ed il Neuroimaging permettono di studiare più a fondo la natura del cervello; nel primo caso l’Optogenetica permette di illuminare le cellule della rete neurale (o circuito neurale) per stimolarle e studiare le risposte, mentre nel secondo caso il Neuroimaging permette di studare dinamicamente il cervello (si veda ad esempio la Risonanza Magnetica Funzionale impiegata di recente persino nelle nuove branche dell’economia (e affini) che prendono il nome di Neuroeconomia, Neuromarketing, Finanza comportamentale.

Il cervello è dotato di cellule staminali che ne rinnovano mediamente il 2% all’anno. In 10 anni invece cambiano tutti gli atomi del corpo umano. Quest’ultimo punto potrebbe spronarvi quantomeno alla lettura degli studi riportanti le relazioni tra il sistema immunitario ed il cervello (genere di lettura che può rivelarsi oltremodo affascinante…).

Si ringrazia per i preziosi spunti il Dott. Gianvito Martino,
Neurologo e Direttore della divisione di Neuroscienze dell’Istituto Scientifico Universitario San Raffaele di Milano,
Honorary Professor alla Queen Mary University of London,
presidente della International Society of Neuroimmunology,
fondatore e coordinatore scientifico della European School of Neuroimmunology.

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Risonanza Magnetica Funzionale Neuronale

Il Neuroimaging funzionale consiste nell’utilizzo di tecnologie di neuroimmagine
in grado di misurare il metabolismo cerebrale, al fine di analizzare e studiare la relazione
tra l’attività di determinate aree cerebrali e specifiche funzioni cerebrali.
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