La neuroplasticità del cervello: come la mente può cambiare

Spesso si tende a pensare che il cervello umano sia una macchina statica, che resta immutabile una volta raggiunta l’età adulta. Beh, le neuroscienze moderne ci dicono il contrario: il nostro cervello possiede una straordinaria capacità chiamata neuroplasticità, definita anche plasticità cerebrale o plasticità neuronale. 

Con questo termine si fa riferimento semplicemente alla capacità del sistema nervoso di modificare la propria struttura e il proprio funzionamento in risposta alle nostre esperienze, all’apprendimento e a stimoli esterni o interni. 

Cosa vuol dire? Dobbiamo immaginare il cervello come una rete intricata di connessioni tra cellule nervose (neuroni): la neuroplasticità permette a questa rete di riorganizzarsi, creare nuove connessioni e persino rafforzare o indebolire quelle esistenti, un po’ come se delle strade venissero costruite o ampliate a seconda di quanto vengono percorse. 

Questa incredibile malleabilità è fondamentale non solo per apprendere nuove informazioni e abilità durante tutta la vita, ma anche per recuperare le funzioni perse a seguito di danni cerebrali, come un ictus, dimostrando che il cervello non è “cablato” in modo definitivo, ma è un organo dinamico e in continua evoluzione.

Approfondiamo insieme, e cerchiamo di capire meglio in cosa consiste la neuroplasticità del cervello e in che modo la nostra mente cambia e si evolve. 

La neuroplasticità: come il cervello si trasforma

La sorprendente capacità del cervello di modificarsi, nota come neuroplasticità, si fonda su una serie di processi neurofisiologici fondamentali che permettono al sistema nervoso di adattarsi in risposta alle esperienze e alle necessità. 

Questi meccanismi operano a diversi livelli, dalle singole sinapsi fino alla riorganizzazione di intere aree cerebrali.

1. Plasticità sinaptica

Uno dei pilastri della neuroplasticità è la plasticità sinaptica, che si riferisce alla capacità delle connessioni tra i neuroni, chiamate sinapsi, di modificarsi in termini di forza ed efficacia. 

Questo processo è cruciale per l’apprendimento e la memorizzazione di nuove informazioni, e si manifesta attraverso diversi meccanismi, tra cui i seguenti:

• la creazione di nuove sinapsi (sinaptogenesi): un processo particolarmente attivo durante lo sviluppo ma che continua, seppur in misura ridotta, anche in età adulta. L’apprendimento di nuove abilità e l’esposizione a nuove esperienze possono stimolare la formazione di nuove connessioni tra i neuroni coinvolti;
• il rafforzamento e l’indebolimento delle sinapsi esistenti: fenomeni noti come potenziamento a lungo termine (LTP) e depressione a lungo termine (LTD). L’LTP rafforza le connessioni sinaptiche in seguito a una stimolazione ripetuta e ad alta frequenza, facilitando la trasmissione dei segnali tra i neuroni coinvolti nell’apprendimento e nella memoria. L’LTD, al contrario, indebolisce le sinapsi in risposta a una stimolazione a bassa frequenza;
• lo smascheramento di sinapsi latenti: il cervello possiede numerose sinapsi che non sono attivamente utilizzate. In caso di necessità, come l’apprendimento di qualcosa di nuovo o in seguito a un danno cerebrale, queste sinapsi “dormienti” possono essere attivate per ristabilire o creare nuovi circuiti.

2. La neurogenesi

Un altro importante meccanismo di trasformazione del cervello è la neurogenesi, ovvero la nascita di nuovi neuroni. 

Contrariamente a quanto si pensava in passato, oggi sappiamo che la neurogenesi continua anche nel cervello adulto, sebbene in aree specifiche come l’ippocampo, una regione fondamentale per la memoria e l’apprendimento. 

La neurogenesi permette al cervello di mantenere una certa capacità di rinnovamento e di rispondere a nuove sfide.

La struttura dei neuroni stessi può subire modifiche attraverso la gemmazione dendritica o arborizzazione dei neuroni adiacenti. Cosa vuol dire? Semplificando, questo processo consiste nella crescita di nuovi rami (dendriti) a partire dal corpo cellulare del neurone, aumentando la superficie disponibile per ricevere segnali da altri neuroni e creando nuove possibilità di connessione.

3. Rigenerazione assonale

In seguito a danni ai nervi, si può verificare la rigenerazione assonale, ovvero la capacità degli assoni (le fibre nervose che trasmettono i segnali ai neuroni distanti) di ricrescere e ripararsi. 

Questo processo, seppur lento, è fondamentale per il recupero funzionale dopo lesioni del sistema nervoso periferico.

4. Neoangiogenesi

La neoangiogenesi, ovvero la formazione di nuovi vasi sanguigni, contribuisce anch’essa alla neuroplasticità, garantendo un adeguato apporto di ossigeno e nutrienti alle aree cerebrali coinvolte nei processi di apprendimento e riparazione.

5. Modifica dell’eccitabilità neuronale

Infine, la modifica dell’eccitabilità dei neuroni rappresenta un altro meccanismo attraverso il quale il cervello si adatta. 

La facilità con cui un neurone invia segnali elettrici può variare in risposta all’esperienza, influenzando l’efficacia della comunicazione tra le cellule nervose.

Plasticità funzionale e compensatoria

È importante sottolineare che, oltre a questi meccanismi strutturali e funzionali a livello microscopico, la neuroplasticità si manifesta anche attraverso la plasticità funzionale e compensatoria, dove aree cerebrali non danneggiate possono assumere le funzioni di quelle lesionate. 

Questo fenomeno, osservabile ad esempio nel recupero post-ictus, dimostra la notevole capacità di riorganizzazione del cervello per compensare la perdita di specifiche funzioni. 

L’importanza della neuroplasticità per l’apprendimento e la vita

La neuroplasticità, che abbiamo visto essere la notevole capacità del cervello di modificarsi strutturalmente e funzionalmente in risposta all’esperienza, riveste un’importanza cruciale tanto per l’apprendimento quanto per la vita in generale. 

Contrariamente a quanto si pensava in passato, infatti, il cervello non è un organo statico, bensì una struttura dinamica che continua a evolvere e adattarsi nel corso dell’intera esistenza. 

Senza la neuroplasticità, l’apprendimento di nuove informazioni e abilità sarebbe estremamente difficile se non impossibile. Ogni volta che si acquisisce una nuova competenza, come imparare una lingua straniera o suonare uno strumento musicale, il cervello crea e rafforza nuove connessioni sinaptiche, rendendo possibile l’assimilazione e il perfezionamento di tali abilità. 

Oltre all’apprendimento, la neuroplasticità è fondamentale per l’adattamento a cambiamenti e per il recupero da danni cerebrali. 

In seguito a un ictus o a un trauma cranico, ad esempio, le aree cerebrali circostanti possono riorganizzarsi e compensare la perdita di funzione, permettendo il recupero, almeno parziale, delle abilità motorie e cognitive compromesse. 

Questo processo, noto come plasticità funzionale, dimostra la capacità del cervello di formare nuove connessioni e di assumere le funzioni delle aree danneggiate. 

La neuroplasticità è inoltre essenziale per mantenere le funzioni cognitive nel corso dell’invecchiamento. 

L’apprendimento continuo e l’impegno in attività cognitive stimolanti possono potenziare la plasticità cerebrale e contribuire a contrastare il declino cognitivo legato all’età.

Infine, gioca un ruolo significativo anche nel benessere psicologico. La psicoterapia, ad esempio, induce modifiche nel cervello, facilitando la creazione di nuovi percorsi neuronali e la riduzione di quelli associati a pensieri e comportamenti disfunzionali. 

Tecniche come la terapia cognitivo comportamentale e la mindfulness sfruttano la neuroplasticità per promuovere cambiamenti positivi a livello cerebrale e comportamentale. 

Questa sorprendente malleabilità del cervello ci permette di rispondere alle diversità dell’ambiente, di superare le difficoltà e di continuare a sviluppare il nostro potenziale per tutta la durata della vita.

Cosa modella il nostro cervello?

La neuroplasticità è influenzata da una molteplicità di fattori interconnessi che ne plasmano costantemente la struttura e la funzione. 

Quali sono questi fattori che modellano il nostro cervello?

• esperienza e apprendimento: ogni nuova abilità appresa, informazione acquisita o interazione vissuta porta alla creazione e al rafforzamento di nuove connessioni sinaptiche. Ad esempio, l’apprendimento di una lingua straniera o di uno strumento musicale induce modifiche nelle aree cerebrali coinvolte in queste specifiche attività;
• ambiente: un ambiente ricco di stimoli sensoriali e cognitivi favorisce la neuroplasticità, mentre la deprivazione sensoriale può avere effetti negativi;
• età: sebbene la plasticità sia più marcata durante l’infanzia e l’adolescenza, e la neurogenesi (la creazione di nuovi neuroni) sia più limitata in età adulta, il cervello mantiene la capacità di modificarsi per tutta la vita; 
• stile di vita: l’esercizio fisico, in particolare quello aerobico, stimola la produzione di fattori neurotrofici come il BDNF – acronimo di Brain-Derived Neurotrophic Factor, ovvero fattore neurotrofico derivato dal cervello – essenziali per la crescita e la sopravvivenza dei neuroni. Una dieta sana e un sonno adeguato sono anch’essi fondamentali per supportare la salute cerebrale e la sua capacità di adattamento. Al contrario, lo stress cronico e la deprivazione del sonno possono avere effetti negativi sulla plasticità cerebrale;
• attività mentale: l’impegno in compiti nuovi e sfidanti contrastano il disuso e promuovono la neuroplasticità;
• interazioni sociali e terapie psicologiche: possono indurre cambiamenti neuroplastici, modificando i circuiti neuronali associati a pensieri, emozioni e comportamenti. 

È importante considerare che la neuroplasticità può essere sia positiva, portando a miglioramenti e adattamenti, sia negativa o maladattiva, in caso di esperienze stressanti o sviluppo di abitudini dannose.

Neuroplasticità e apprendimento in età adulta e anziana: sfide e opportunità

La capacità del cervello di modificarsi riveste un ruolo cruciale anche nell’apprendimento in età adulta e anziana, sebbene presenti sfide specifiche e offra significative opportunità.

Analizziamole insieme.

1. Sfide

Le sfide principali che possono ostacolare i processi di neuroplasticità in età adulta o da anziani sono le seguenti:

• con il graduale invecchiamento della popolazione al quale stiamo assistendo, e il conseguente aumento della percentuale di ultra 65enni, si presentano sfide in ambito educativo, come migliorare l’accesso e la motivazione alla formazione per adulti e anziani;
• l’involuzione senile legata all’invecchiamento dei tessuti cerebrali provoca una perdita di efficienza della mente che progredisce con l’età;
• con l’età diminuisce la capacità di generare nuove sinapsi tra i neuroni in risposta a stimoli esterni, una capacità fondamentale per la memoria e l’apprendimento. Acquisire nuove conoscenze e abilità diventa più difficile e richiede uno sforzo maggiore rispetto ai discenti più giovani;
• diversi studi mostrano un declino generale di molte capacità cognitive tra i 20 e gli 80 anni, che accelera dopo i 50 anni e si manifesta con vuoti di memoria, rallentamenti nel ragionamento, difficoltà comunicative, nella lettura e nel riconoscimento di lettere e parole, e lapsus. Questo declino è particolarmente evidente nell’intelligenza fluida (velocità di elaborazione, memoria di lavoro, ragionamento).

Si può verificare una plasticità negativa dovuta a diversi fattori:

1. Disuso (“use it or lose it”): gli anziani possono limitarsi ad attività mentali familiari e ripetitive che non richiedono l’acquisizione di nuove capacità;
2. processi “rumorosi”: il deterioramento sensoriale può causare difficoltà nell’interpretazione dei segnali sensoriali, portando a una memoria più povera e a una capacità di ragionamento meno elastica;
3. indebolimento della funzione neuromodulatoria: in tarda età si produce un minor numero di neuromodulatori (come dopamina e acetilcolina) essenziali per l’apprendimento e la memoria;
4. apprendimento negativo: le persone che si sentono mentalmente meno agili possono attuare meccanismi di compensazione che, a lungo termine, non stimolano la neuroplasticità.

Opportunità Offerte dalla Neuroplasticità

Al netto delle sfide appena elencate, e che non possono essere sottovalutate, è utile analizzare anche le opportunità che questa straordinaria capacità del cervello di modificarsi nel tempo offre anche ad adulti e anziani.

• le neuroscienze dimostrano che è possibile ovviare al decadimento delle facoltà intellettuali e mantenere attive le funzionalità del cervello per apprendere efficacemente anche in tarda età. L’apprendimento può essere permanente grazie alla neuroplasticità;
• il cervello è plastico in tutte le età della vita, consentendo una ristrutturazione delle mappe cerebrali e un miglioramento delle funzionalità mentali attraverso esperienze di apprendimento. Attività cognitive stimolano nuove connessioni neuronali e riorganizzano le mappe corticali, rendendo l’apprendimento in età adulta efficace e gratificante;
• negli anziani, si sviluppano meccanismi di compensazione che mitigano gli effetti dell’età, come descritto dalla Scaffolding Theory of Aging and Cognition (STAC). Il cervello reagisce al deterioramento creando o riorganizzando reti alternative (“impalcature”) per mantenere un buon livello di funzionamento cognitivo, reclutando circuiti addizionali. La plasticità cerebrale è incrementata dalla risposta neuronale a nuove esperienze, impegno sociale ed esercizio cognitivo;
• è possibile migliorare la struttura del cervello e le capacità cognitive attraverso un esercizio appropriato. Le mappe cerebrali si trasformano in base alle esperienze e possono modificarsi a tutte le età;
• l’apprendimento, inteso come creazione di nuovi legami tra neuroni attraverso la loro attivazione simultanea e ripetuta, permette di modificare la struttura neuronale attraverso l’esperienza;
• impegnare il cervello in nuovi compiti sfidanti, svolgere attività che richiedono attenzione e concentrazione, attivare la produzione di neuromodulatori e affrontare attività divenute complicate può contrastare l’invecchiamento cerebrale. Esercizi cognitivi e motori, specialmente quelli che richiedono la distinzione tra segnali sensoriali e il loro utilizzo per obiettivi progressivamente più difficili, sono utili;
• un’attività mentale costante e continua ritarda la comparsa di sintomi di degenerazione cognitiva;
• le teorie andragogiche suggeriscono che i percorsi di educazione per adulti debbano essere focalizzati su temi e problemi connessi alla vita reale e alla pratica quotidiana. Proporre strategie e attività che attivino la neuroplasticità migliora le funzioni cognitive e rende i processi educativi efficaci, soddisfacenti e motivanti;
• l’apprendimento non ha età, è un processo cumulativo che continua per tutta la vita. Anche se le modalità di apprendimento si modificano con l’età, la capacità di apprendere permane;
• la neuroplasticità è fondamentale per il recupero da danni cerebrali anche in età avanzata. Le aree circostanti possono riorganizzarsi per compensare la perdita di funzione;
• esperienze e apprendimento, esercizio fisico e stile di vita,  stimolazione sensoriale e ambientale influenzano positivamente la neuroplasticità. Mantenere una mente curiosa e aperta a nuove esperienze è essenziale;
• la formazione di nuove sinapsi (sinaptogenesi) e la nascita di nuovi neuroni (neurogenesi), seppur più limitata nell’adulto, continuano a contribuire alla plasticità cerebrale;
• la plasticità sinaptica è un pilastro dell’apprendimento e può essere influenzata positivamente da esercizio, ambiente, ripetizione, motivazione e neuromodulatori;
• la plasticità funzionale compensatoria permette al cervello di riorganizzare le reti neurocognitive in risposta al declino legato all’età.

Insomma, nonostante le sfide legate all’invecchiamento, la neuroplasticità offre ampie opportunità per l’apprendimento continuo e il mantenimento delle funzioni cognitive in età adulta e anziana.

Adottare stili di vita attivi, impegnarsi in attività cognitive stimolanti e creare ambienti di apprendimento adeguati possono sfruttare la plasticità cerebrale per migliorare la qualità della vita e promuovere un invecchiamento attivo.

Domande frequenti (FAQ)

Fonti

• Plasticitá cerebrale e neuronale, Neuroplasticitá esercizi mentali, CogniFit Research;
• Neuroplasticità: come si modifica il sistema nervoso, FisioScience;
• Plasticità cerebrale: come l’apprendimento cambia il cervello, Dott. Angelo Scordo, Psicologo;
• Il cervello plastico. Fondamenti neurofisiologici e strategie efficaci per l’apprendimento permanente, Eleonora Guglielman;
• Neuroplasticità: il cervello che cambia ed evolve, a tutte le età,  Santagostino Psiche;
• Plasticità cerebrale, Enciclopedia Treccani, Dizionario Medico;
• Neuroplasticity, Matt Puderbaugh, Prabhu D. Emmady, StatPearls – NCBI Bookshelf;
• Neuroplasticity: How Experience Changes the Brain, Kendra Cherry, MSEd, Verywell Mind’s;
• What Is Neuroplasticity? How It Works, Cleveland Clinic;
• Principles of Experience-Dependent Neural Plasticity: Implications for Rehabilitation After Brain Damage, Jeffrey A. Kleim, Theresa A. Jones, Journal of Speech, Language, and Hearing Research;
• Neuroplasticity and cognitive aging: The scaffolding theory of aging and cognition, Joshua O. Goh, Denise C. Park, Restor Neurol Neurosci.