"Che cosa ci farei con sei milioni di Euro?"
Ciascuno di noi si sarà posto la domanda almeno una volta, forse davanti a un banchetto che vende i biglietti della lotteria. Rispondiamo:
"Una casa nuova." - "Smetterei di lavorare." - oppure - "Inizierei una nuova attività."
Ma ci vorrebbe molta più fantasia per immaginare che cosa faresti con un miliardo di Euro.
Si è posto la domanda Paul G. Allen, co-fondatore di Microsoft, tecnologo, visionario, uno dei primi 15 filantropi americani. Ha risposto recentemente donando 100 milioni di dollari per fondare l'Allen Institute for Brain Science. Questo istituto di ricerca senza scopo di lucro mira a realizzare un dettagliato atlante tridimensionale del cervello umano. Prevede di metterci tre anni e offrirà gratis i risultati ottenuti ai ricercatori di tutto il mondo. Sarà diretto da Mark Boguski e guidato da un comitato di scienziati fra cui J.D. Watson (co-scopritore del DNA) e lo psicolinguista S. Pinker di Harvard.
Entro un paio d'anni l'istituto ingaggerà oltre 70 ricercatori. Cercheranno di stabilire connessioni fra biologia cellulare, neurobiologia, psicologia e ogni altra disciplina connessa usando strumenti bioinformatici.
Le ricerche si concentreranno all'inizio su un gruppo di topi geneticamente uniformi. Questi animaletti hanno un cervello migliaia di volte più piccolo e più semplice di quello umano. Il topo, però, ha circa lo stesso numero di geni dell'uomo. Quindi le procedure usate costituiscono una sperimentazione pilota significativa. Poi si passerà, con nuovi metodi non invasivi, ad analizzare il cervello umano.
Pare che il numero dei nostri geni sia di circa 100.000. Solo 20.000 di essi sarebbero preposti a definire le caratteristiche del cervello. Non sappiamo ancora, però, quali geni - e dove - pilotino la produzione di quali proteine. Ad esempio c'è un gene preposto alla produzione dell'emoglobina (che trasporta ossigeno nel sangue). Nel cervello sono importanti i recettori: proteine che ricevono messaggi chimici. Ad esempio il recettore D4 rivela la dopamina, prodotta da neuroni e - sembra - connessa all'inclinazione verso esperienze nuove, mentre la sua assenza ha un ruolo nella schizofrenia e nella depressione.
Le proteine sono difficili da rilevare. La ricerca per l'Atlante mirerà, quindi, a identificare bersagli più agevoli: gli acidi nucleici che portano dati dai nuclei delle cellule alle strutture che generano proteine. Per farlo occorre tagliare fettine del cervello spesse solo quanto 3 cellule (25 m) e poi attaccarle con reagenti che identificano ciascun acido nucleico. Da ogni cervello di topo si traggono 600 fettine e da ciascuna di queste si analizzano 3 geni. Per analizzare 20.000 geni, occorre sezionare migliaia di cervelli - e milioni di fettine. I dati relativi a ogni fettina occupano circa 50 milioni di byte. Alla fine - solo per i topi - si registreranno milioni di miliardi di byte (cioè petabyte). L'analisi del genoma umano che pochi anni fa ci ha sorpreso a tutti, era relativa a una base dati milioni di volte più piccola.
Si tratta di un'impresa gigantesca. Non solo ci sono da compiere innumeri operazioni: gli stessi termini usati sono spesso al disopra della nostra cultura (almeno della mia). Ad esempio, un'importante tecnica usata si chiama HITISH, High Throughput In Situ Hybridization, cioè "ibridazione in situ effettuata su grandi masse di elementi". Si tratta di un sistema automatico di preparazione dei campioni da esaminare che evita lunghe sequenze di operazioni manuali e accelera enormemente il lavoro. Eppure credo che anche un non specialista possa fare qualche osservazione sensata - malgrado che l'Atlante del cervello rappresenti un'impresa di avanguardia di cui possono parlare con competenza vera solo gli addetti ai lavori.
Mark Boguski, il direttore dell'Atlante, ha detto:
"Uno dei nostri obiettivi principali è di analizzare configurazioni di distribuzione dei geni per definire i confini geografici del cervello. Nel cervello l'anatomia è tutto."
Se interpretiamo alla lettera queste parole, dovremmo dedurne che la struttura del cervello [e, quindi, anche il suo funzionamento?] sia determinata del tutto dai geni, cioè sia ereditaria. Sappiamo, invece, che non è così. Come raccontavo su queste pagine il 6 ottobre scorso, "da ogni neurone partono migliaia di sinapsi. Il cervello dispone di milioni di miliardi di elementi. Al confronto il patrimonio genetico è un milione di volte più semplice e non può specificare il progetto del cervello. Noi stessi costruiamo diramazioni e struttura del nostro cervello, perchè produce più sinapsi il cervello di chi ha più esperienze, è più stimolato, fa più cose. Dunque sono acquisite e non innate le nostre inclinazioni, i nostri bernoccoli, le cose per cui siamo portati."
Naturalmente Boguski e collaboratori sanno perfettamente queste cose. Suppongo che non le abbiano sottolineate nei comunicati stampa, perchè questi sono brevi messaggi divulgativi. Non avrebbero potuto trasformarli in trattati di neurofisiologia, biologia cellulare, informatica e psicologia.
Descrivere e capire l'anatomia del cervello è un primo passo importante. E' vero, infatti, che alle terminazioni delle sinapsi i messaggi vengono trasmessi chimicamente. Ma per conoscere l'anatomia del cervello occorrerà anche analizzare i modi in cui le sinapsi vengono prodotte e si diramano a costituire un cervello sempre più flessibile. Occorrerà capire quali siano le più efficaci connessioni fra neuroni e come "ciò che l'esperienza e i sensi ne dimostrano" (parole di Galileo) influisca a livello cellulare sulla struttura del cervello. E' un'impresa ancora più titanica di quella intrapresa oggi dall'Istituto Allen per la Scienza del Cervello. Finora nessuno aveva formulato piani per affrontarla.
Non si tratta solo di soddisfare la curiosità di alcuni scienziati appassionati. Negli USA fonti ufficiali stimano che circa il 20% della popolazione soffre almeno occasionalmente di disturbi mentali - se alle psicosi e alle nevrosi gravi si aggiungono anche fobie, ansie e altre forme leggere.
Dunque fra i vantaggi sperati sul lungo termine, ci dovrà essere anche la possibilità di formulare diagnosi più accurate (a livello cellulare) e di praticare cure più efficaci per le malattie mentali. Queste affliggono tanta gente e, quindi, hanno influenza negativa anche sull'economia della società e sui redditi individuali.
