La vera e propria lettura del pensiero è, forse temporaneamente, solo una speranza per il futuro. Quello che, invece, è già realtà da una ventina d’anni è la capacità dei ricercatori di stabilire precise relazioni tra le aree cerebrali e le loro funzioni. Relazioni che spesso vengono interpretate dai mezzi di comunicazione con semplicismi vicini a quelli riservati alla genetica, che portano ai ben noti titoli come «scoperto il gene per...».
L’area colorata ricavata grazie a una scansione fMRI indica la regione della corteccia visiva che si attiva nel cervello umano quando si deve riconoscere un volto (Immagine: NIH)
Riduzionismi a parte, tra le tecniche che consentono di studiare dal punto di vista anatomo-funzionale il cervello proprio mentre compiamo azioni specifiche la protagonista è sicuramente la risonanza magnetica funzionale, più spesso indicata con l’acronimo inglese fMRI ovvero «functional Magnetic Resonance Imaging», di cui in questi giorni ricorre il ventesimo anniversario della prima applicazione. Risale infatti al primo novembre 1991 questo studio che sulle pagine di Science ne illustrava per la prima volta i principi fondamentali.
Ossigeno e proprietà magnetiche
Da studi precedenti era già nota la relazione tra attività cerebrale e flusso sanguigno: più una certa parte del nostro cervello lavora, più ha bisogno di energia e, quindi, di più ossigeno. Il cervello non è in questo diverso da altri organi: quando compiamo uno sforzo muscolare il nostro organismo aumenta il flusso sanguigno nel distretto interessato. L’emoglobina, la proteina che nei vertebrati trasporta l’ossigeno, è diamagnetica quando è ossigenata (ossiemoglobina) e paramagnetica quando è deossigenata (deossiemoglobina), cioè risponde in maniera differente quando è sottoposta a un campo magnetico. Uno scanner per la fMRI utilizza appunto un potente campo magnetico che permette di «fotografare» quali regioni cerebrali sono al lavoro, cioè dove in quel momento si sta consumando più ossigeno. In base a questi presupposti i neuroscienziati che usano la fMRI mettono a punto esperimenti che cercano di assegnare alle aree cerebrali una funzione. La fMRI, però, è solo uno strumento: ci mostra solo i cambiamenti del livello di ossigeno in un cervello al lavoro, e interpretare questi dati non è affatto scontato, e nonostante la tecnica abbia segnato una vera e propria rivoluzione nel campo è ancora necessario agire con cautela.
«Semplicemente il meglio che abbiamo»
Neuropod, il podcast dedicato alle neuroscienze di Nature, in occasione del ventennale della fMRI ha intervistato due scienziati che hanno vissuto in prima persona la rivoluzione dell’fMRI.
Karl Friston (Institute of Neurology, University College London) e Russ Poldrack (Imaging Research Center, University of Texas at Austin) ricordano entrambi l’atmosfera galvanizzante dei primi convegni (all’epoca l’unica alternativa esistente era la PET, molto più invasiva), e riconoscono che la fMRI è sopravvissuta egregiamente nonostante lo scetticismo e i pronostici secondo i quali sarebbe stata ben presto sorpassata o abbandonata. La fMRI tuttavia è, nelle parole di Poldrack «semplicmente il meglio che abbiamo»: la fMRI mostra aree del cervello che, letteralmente, si accendono in risposta a test o a stimoli che sono preparati per i soggetti sperimentali, ma è fin troppo facile credere che basti questo per «mappare» il cervello. È vero, come ricorda Friston, che la fMRI ha confermato le nostre convinzioni su una «segregazione funzionale» , con regioni anatomiche separate spazialmente e funzionalmente dalle altre, ma questi principi generali non autorizzano al livello di dettaglio che pretendono di raggiungere alcuni ricercatori: come risultato, decine di studi assegnano alla stessa area funzioni cognitive diversissime, e rimane ancora da stabilire come quella determinata area funzioni.
Capire il cervello, insomma, non è affatto facile come accendere la proverbiale lampadina, con o senza fMRI.
Per approfondire
vai allo Speciale sull’edizione 2011 di The Future Of Science, la conferenza sul futuro della scienza che quest’anno è stata dedicata alle frontiere delle neuroscienze.