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Controvento – Il limite
degli esperimenti

Viviana KasamReplicare il cervello umano credo sia la sfida più entusiasmante per un neuroscienziato, qualcosa che lo fa sentire vicino all’onnipotenza. Perché creare un fantoccio di argilla non è poi un grande problema, con le moderne tecnologie. Ma infondergli l’anima, che oggi si chiama cervello.. beh quello è misurarsi con l’alchimia del Creatore.
Questo potrebbe spiegare i tentativi, in tutto il mondo, di riprodurre il cervello, o su supporto digitale, o su supporto biologico. E’ un tema estremamente controverso, ovviamente, per tutte le questioni etiche che comporta. Gli scienziati sostengono che creare un modello del cervello serve a studiarlo, a capire come funziona, a testare i farmaci in modo rapido e indolore, e alla fine a curare le malattie neurodegenerative e a facilitare la riabilitazione.
Ma una volta realizzato un cervello uguale al nostro, come evitare che sviluppi una coscienza, che sia in grado di prendere decisioni, che diventi un pericolo?
Al momento attuale, sono problemi che non si pongono, perché si è molto lontani anche solo dalla prospettiva di duplicare il cervello umano: al massimo si è riusciti a riprodurre piccoli “pezzettini” di corteccia. Ma la ricerca oggi ha percorsi esponenziali, ed è quindi giusto se non altro porre il problema.
Finora, le ricerche di cui abbiamo sentito parlare di più riguardano il mondo digitale. In particolare il progetto Connectomics in America, che esplora le connessioni fra i neuroni, e il progetto Human Brain in Europa (che vinse il primo FET Flagship Grant nel 2014), con il suo spin off svizzero Blue Brain. I risultati sono ancora lontani dall’obiettivo, ma gli scienziati ginevrini sono riusciti a ricostruire la tipologia di tutti i neuroni, e a riprodurre la neocorteccia di un topo in dettaglio (10 milioni neuroni), e anche l’ippocampo e il talamo.
I limiti tecnici, per ora, sono la potenza dei computer (problema che dovrebbe essere superato con i computer quantistici) e il grandissimo dispendio energetico. E c’è poi un limite fisiologico: il cervello è un organo che continua a trasformarsi nel rapporto con il corpo e le sollecitazioni che gli pervengono, attraverso i sensi, dall’esterno. Il cervello digitale può essere utile per comprendere neuroni e sinapsi e il loro sistema di comunicazione, ma è difficile immaginare che si possa riprodurre il cervello umano in tutte le sue funzioni cognitive.
Un’altra strada per riprodurre il cervello è quella biologica, finora meno nota e accreditata, ma che comincia a dare qualche risultato, non scevro di perplessità e dubbi etici.
Nei giorni scorsi sul Financial Times è apparsa una lunga intervista a Madeline Lancaster, ricercatrice presso l’Università di Cambridge, che è riuscita a creare “organoidi”, da lei definiti “minibrains”, minicervelli, ovvero pezzettini di tessuto neurale tridimensionale generato da cellule staminali umane –in realtà non hanno nulla del cervello formato, sono solo un tessuto biologico di base. Lo scopo, spiega la ricercatrice, è di comprendere e modellare lo sviluppo del cervello. Ci sono altri cento laboratori in tutto il mondo che lavorano su questo tipo di ricerca. L’idea è che la simulazione biologica del cervello umano è molto meno costosa e richiede meno energia di quella digitale e potrebbe produrre un risultato più simile al cervello umano.
Creare organi dalle cellule staminali è oggi un campo importante della ricerca. Basti pensare ai trapianti: se si potesse produrre un cuore, un fegato, un polmone di rimpiazzo dalle staminali del paziente stesso, si eviterebbero problemi di rigetto e diventerebbe obsoleta la donazione di organi, che pone parecchi interrogativi soprattutto per il mercato illegale che si è creato a scapito di poveri infelici.
Gli organoidi cerebrali potrebbero rivelarsi utili per studiare tutta una serie di malattie cerebrali, dall’epilessia all’autismo. Nell’articolo del Financial Time, il cui autore, Clive Cookson, è il science editor del giornale, Lancaster spiega di aver prelevato cellule epiteliali di persone affette da microcefalismo, cioè con il cervello abnormalmente piccolo, e di averle trasformate in organoidi cerebrali, che si sono rivelati affetti da microencefalismo. Questo ha consentito di individuare un difetto genetico, che potrebbe in futuro essere corretto.
Gli organoidi della Lancaster, per ora, sono costituiti da circa un milione di neuroni, pochissimi se paragonati ai 70 milioni di un topo o agli 86 miliardi del cervello umano. Riescono a crescere fino a una dimensione di circa 5mm di diametro, perché non hanno  un sistema vascolare che apporti nutrienti alle cellule. Inoltre, come spiega il prof. Pietro Calissano, presidente emerito dell’EBRI “per ora mancano del sistema circolatorio, che nel cervello normale provvede a eliminare nel sonno tutti i detriti tossici (principalmente i radicali liberi) che si formano nella veglia (di qui il fatto che dormire è molto più importante che mangiare!). Il cervello consuma 10 volte più di ogni altro organo e di conseguenza produce circa 10 volte più radicali liberi”.
Per superare questo problema si stanno sperimentando parecchie strade. Nel suo laboratorio la Lancaster ha creato organoidi derivati da cellule cerebrali di topi, in grado di sopravvivere un anno, con una  attività elettrica e chimica capace di creare contrazioni su muscoli prelevati dagli embrioni del topo stesso. Un’altra strada, molto inquietante, è quella di realizzare chimere, trapiantando organoidi derivati da esseri umani nel cervello degli embrioni di topo (e in futuro anche di maiali) in modo che siano nutriti dal loro sistema vascolare. Lo hanno fatto gli scienziati del Salk Institute in California. Gli organoidi si sono sviluppati nel cervello murino, peraltro senza dar segno di un miglioramento nell’intelligenza dei topi stessi.
Non vado oltre perché l’idea mi sembra terrificante.
Si pensa già a una commercializzazione di questi organoidi, e Lancaster, che ha condotto  gli esperimenti insieme a Jurgen Knoblich dell’Università di Vienna IMBA, ha creato con lui una società a Vienna – a:head -, che si pone l’obiettivo di creare e vendere organoidi alle industrie farmaceutiche, con lo scopo di utilizzarli per testare i farmaci.
La domanda è: vale la pena portare avanti esperimenti per cercare di studiare e comprendere meglio il cervello che rischiano di creare nuove forme di vita dall’incrocio tra cervelli umani e fisici animali?
E anche se riuscissimo a creare nuovi cervelli umani a sé stanti, magari per sostituire tessuti lesionati da malattie o emorragie, non si corre il rischio di realizzare cervelli capaci di pensiero e decisionalità ma senza l’interscambio con un corpo e quindi totalmente avulsi dalla nostra realtà?
Delle ricerche sugli organoidi hanno parlato la professoressa Paola Arlotta dell’Università di Harvard, durante l’annuale “Rita Levi Montalcini Lecture” organizzata dall’EBRI, l’istituto per la ricerca sul cervello fondato da Rita Levi Montalcini e dall’Accademia dei Lincei.

Viviana Kasam