Un cervello su due piedi

Due ricercatori biologi, Emiliano Bruner (figura di spicco della neuroantropologia mondiale) e Duilio Garofoli scrivono periodicamente cose bizzarre sul sito di Neuroantropologia. Zoologia, primatologia, morfometria, craniologia, cervelli che si estendono, cognizioni incorporate: un bell’arsenale per strizzacervelli… Insomma,vale la pena di seguirli perché intanto scrivono con chiarezza e competenza cose piuttosto difficili. Vi pare poco? E poi perché, oltre a scrivere, sono dei ricercatori e quindi se si permettono di sbilanciarsi su ipotesi o associazioni concettuali impertinenti lo fanno perchè si basano su studi empirici, verificabili e se va male falsificabili.

L’ultimo articolo proposto da Bruner è un esempio di questo stile speculativo e insieme sperimentale dell’indagine archeologica della cognizione. Bruner espone brevemente l’intuizione di Michael Masters per spiegare la miopia in “un’ottica di craniologia funzionale e integrazione morfologica“. Dallo studio paleontologico dei reperti fossili, i ricercatori hanno ricostruito l’evoluzione morfologica della struttura cranica osservando come si comportava parallelamente la struttura del cervello. Così in due milioni di anni, mentre la faccia dell’uomo si riduceva nella sua ampiezza, la testa ruotava soavemente sulla sua base verso quella che è la sua attuale posizione e nel frattempo la corteccia frontale si appoggiava in avanti sopra le orbite oculari, con l’effetto collaterale di poter causare difetti visivi come la miopia. Bruner afferma fulminante: “cervello e occhio competono per lo stesso spazio, con i vantaggi del primo che compensano e ripagano i difetti del secondo“.

Australopithecus africanus from Taung (da wikipedia)

Ma perché la testa ha effettuato questa strana rotazione? A causa di un cambiamento nella postura e locomozione avvenuti tra i 3 e i 2,5 milioni di anni fa: da 4 zampe si è passati al bipedismo della posizione eretta (sia chiaro che questo scenario ha una funzione narrativa che non coincide con la scomparsa dei nostri antenati a 4 zampe!). Questa associazione mi ha fatto venire in mente una ricerca interessante di alcuni studiosi che hanno analizzato i reperti fossili di un australopiteco scoperto negli anni Venti, precisamente il cranio del cosiddetto Bambino di Taung  che si stima sia vissuto circa 2,5 milioni di anni fa.

In realtà, del teschio è stata trovata soltanto una parte delle ossa e l’antropologa Dean Falk dell’Università della Florida ha confrontato le ricostruzioni in 3d della parte interna del cranio del reperto di Taung con crani umani, di scimpanzé e di bonobo di varie età.
Uno degli scopi della ricerca è stato quello di comprendere il dilemma ostetrico che deve esser sorto con la transizione al bipedismo quando il canale della nascita, attraverso cui il feto passa durante il parto, dovette diventare troppo stretto per via delle modificazioni della struttura del bacino dovute alla nuova postura eretta. I ricercatori hanno scoperto che il teschio del Bambino di Taung aveva una piccola apertura a forma di triangolo sopra il cranio, traccia residua della fontanella anteriore.

La fontanella dei neonati è una struttura membranosa che generalmente si chiude entro il secondo anno di età. Il Bambino di Taung si ritiene che sia morto verso i 3/4 anni e questa traccia cranica della fontanella suggerisce che già in questa specie di austropalitecina ci fosse uno schema di sviluppo del cervello anatomicamente simile a quello dell’uomo moderno. I ricercatori spiegano che il passaggio al bipedismo ha generato una riconfigurazione del canale della nascita e il rimedio delle fontanelle ha permesso alle ossa frontali di scivolare l’una sull’altra durante la compressione del parto. Inoltre, la crescita singolare del volume della corteccia frontale prima della nascita e nei successivi due anni, caratteristica unica degli esseri umani, è facilitata dalla sutura incompleta delle ossa craniche all’altezza dei lobi frontali, che soltanto verso i due anni si fondono completamente nella sutura metopica in coincidenza del rallentamento dell’espanzione cerebrale.

Insomma l’apertura del cranio alla nascita sembra aver risolto il dilemma ostetrico che dovette emergere con l’apparizione della postura eretta. Nello stesso tempo questo cambiamento può essersi combinato con la singolare crescita del cervello moderno frontale. La regione frontale della corteccia è sostanzialmente coinvolta in importanti funzioni cognitive superiori, come la pianificazione, il controllo nell’esecuzione, nel ragionamento astratto, nella risoluzione dei problemi. Si suppone che la posizione eretta implicò un’espanzione delle struttture frontali per le capacità cognitive emergenti collegate alla nuova condizione eretta. Ma è sempre utile ricordare che questi passaggi evolutivi non siano stati così diretti e lineari. La descrizione dei rapporti tra struttura processo cognitivo e ambiente spesso rischia di essere fraintesa e utilizzata per scopi che sono estranee al bricolage evolutivo.

Concludendo, la neuroantropologia può fornire preziosi dati per comprendere le dinamiche di configurazione tra funzioni cognitive, formati cerebrali e strutture ossee, interdipendenti e evoluti nel tempo. Certo, l’allungamento della sopravvivenza grazie a questi salti ed intrecci evolutivi nella storia filogenetica dell’Homo sapiens poggia su ingrossamenti del cervello, riconfigurazioni neuronali, inedite prestazioni di apprendimento e sconcertanti produzioni di cultura. Le ricerche però mostrano anche il lato svantaggioso di queste conquiste evolutive: difetti della vista ad esempio come la miopia, possibilità di problemi psichatrici come il disturbo ossessivo complusivo, sino al fenomeno unico della nostra specie dell’invecchiamento del cervello.

 

Riferimenti bibliografici:

Falk, D., et al. (2012) Metopic suture of Taung (Australopithecus africanus) and its implications for hominin brain evolution. PNAS, DOI: 10.1073/pnas.1119752109

Jesus Pujol et al. (2010) Variations in the shape of the frontobasal brain region in obsessive-compulsive disorder. Human Brain Mapping, DOI: 10.1002/hbm.21094

Michael P. Masters (2012) Relative size of the eye and orbit: An evolutionary and craniofacial constraint model for examining the etiology and disparate incidence of juvenile-onset myopia in humans. Medical Hypotheses, DOI: 10.1016/j.mehy.2012.02.002

Mo Costandi (2012) Bipedalism, birth and brain evolution. Guardian

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