Biologia, scienze della vita

Giunta all’età di quarant’anni, Len Howard sembra destinata ad assecondare il suo destino di talentuosa musicista, ma una svolta imprevista finisce per scombinare per sempre i suoi piani. Nel 1938 si trasferisce nell’East Sussex in un cottage circondato da un grande giardino, che si trasformerà col tempo – le finestre spesso aperte sono un attraente richiamo per uccelli di ogni specie – nello scenario di una delle avventure più affascinanti di tutta l’ornitologia moderna. A lungo gli studi pionieristici di Howard, qui radunati, verranno in realtà contestati dalla comunità scientifica, poiché in contrasto col metodo che validerebbe solo le osservazioni su soggetti ‘controllati’ in laboratorio. Eppure, da subito, l’autorevole biologo e genetista Julian Huxley ne coglie la portata innovativa, fondata proprio sull’osservazione degli uccelli in un habitat capace di liberarli dalla paura degli uomini, e di rivelarne così le autentiche – e spesso stupefacenti – facoltà affettive e cognitive. Pur analizzando e auscultando un gran numero di specie e illuminandone gli aspetti biologico-comportamentali (come nelle avvincenti pagine sul corteggiamento e il combattimento), Howard si concentra in particolare su alcuni protagonisti: come la cinciallegra Star, che manifesta spiazzanti capacità di conteggio e computazione, sporadiche applicazioni di un’intelligenza ben più vasta e multiforme. Alla fine ci renderemo conto di aver assistito a una sorta di apprendimento reciproco: quello dell’autrice dai suoi ospiti, e quello degli ospiti da lei. Ed è su questa corrispondenza che poggia il misurato lirismo di un racconto condotto con una grazia e un’esattezza che è raro trovare così felicemente accordate.

La robotica indossabile può migliorare la qualità della nostra vita, ma può rivelarsi fondamentale nella riabilitazione di chi ha subito danni cerebrali e deficit neurologici. Il sesto dito, per esempio, può potenziare la presa dei pazienti con paresi della mano, le cavigliere vibranti possono sostenere il cammino nei malati di Parkinson, e un dispositivo comandato da smertphone può aiutare nella terapia degli acufeni. La sfida di questa linea di ricerca è legata alle neuroscienze, fondamentali per capire come il cervello sia in grado di riadattarsi plasticamente a componenti del corpo del tutto nuove. È quindi imprescindibile che neuroscienze e ingegneria lavorino e crescano insieme, in una contaminazione produttiva. Due protagonisti della ricerca di frontiera raccontano in questo libro a che punto siamo, dove stiamo andando, cosa cambierà per le nostre vite nel prossimo futuro.

«Quando si ragiona sui temi dell’origine della conoscenza è difficile liberarsi dell’argomento, in apparenza decisivo, a favore dell’empirismo, secondo cui sarebbe impossibile, anche nelle condizioni meglio controllate, essere certi che un organismo sia stato privato di ogni genere di esperienza. Verissimo. Ma il punto non è dimostrare che un qualche barlume di conoscenza è presente in assenza di qualsivoglia esperienza, bensì dimostrare che una certa specifica esperienza è necessaria perché quel barlume di conoscenza si riveli». Le ricerche di Giorgio Vallortigara, uno degli scienziati italiani più noti a livello internazionale per le sue indagini sui meccanismi neurali della cognizione animale, stanno ridisegnando il confine tra la biologia e il mondo astratto delle speculazioni metafisiche. Ne è un esempio questo saggio affascinante sull’imprinting e l’origine della conoscenza che vede protagonisti i pulcini, oggetto di studi sperimentali condotti per quasi trent’anni in parallelo con quelli sui neonati umani. Tali studi ci mostrano come, prima di qualsiasi esperienza specifica di apprendimento, un pulcino conosca le proprietà meccaniche degli oggetti e sappia che essi non solo occupano un determinato spazio con specifiche proprietà euclidee ma possono essere dotati di certe numerosità, che è in grado di stimare eseguendo in maniera non verbale e non simbolica le quattro operazioni dell’aritmetica. Così, fin dalla schiusa, il pulcino sa ravvisare gli indizi della presenza nel mondo di creature animate, quali un volto o la semovenza, presupposto per la costruzione di un cervello sociale. Alla luce di queste scoperte, la contrapposizione tra eredità e ambiente, natura e cultura appare irrimediabilmente datata. La mente, argomenta Vallortigara, non è una tabula rasa. L’apprendimento dall’esperienza è possibile solo se il sistema nervoso possiede in partenza una struttura atta a favorirlo. Le ricerche sui pulcini corroborano dunque la tesi delle conoscenze innate sintetizzata da Lorenz nell’espressione «l’a priori kantiano è un a posteriori filogenetico». Una sapienza di cui non siamo depositari esclusivi: condividiamo schemi di comportamento, predisposizioni, emozioni, organizzazioni neurali con creature da cui ci dividono trecento milioni di anni di evoluzione. Come i piccoli dell’uomo, anche i «pulcini di Kant» cercano la mamma. Divertono, commuovono e fanno pensare.

In biologia il sesso è nato come opportunità di adattamento a un ambiente che cambia in fretta. Oggi è diventato la nostra gabbia, perché viviamo in un mondo rigidamente binario. Senza vedere le differenze che contano. Perché esiste il sesso? Che differenza c’è fra sesso e genere? Maschi e femmine sono diversi? E in cosa? Li stiamo curando nel modo giusto? Viviamo in un mondo di maschi e di femmine. Difficile immaginare qualcosa di più naturale. Ma sappiamo davvero in cosa sono diversi? Cos’è il sesso in biologia? E il genere? Come funziona l’orientamento sessuale? Il mondo è davvero binario? La visione che lo separa sulla base dei due sessi è semplice e ovvia quanto l’idea che fosse il Sole a girare intorno a noi, prima della rivoluzione copernicana. Maschio e femmina sono distinti nella sostanza e nei ruoli. Eppure, questa visione non corrisponde alla realtà. Per un tempo troppo lungo abbiamo trovato differenze dove non ce ne sono e le abbiamo trasformate in dogmi. Abbiamo invece ignorato le differenze davvero importanti. La nostra cultura ha strumentalizzato le differenze legate a sesso e genere e le ha esasperate. Al contrario, la scienza le ha ignorate troppo a lungo. Il corpo femminile è stato poco studiato, poco considerato e, di conseguenza, curato male. Per secoli la medicina è stata una medicina dei maschi bianchi per i maschi bianchi. Continuare a ignorare questo gravissimo squilibrio significa ridurre la nostra capacità di curare. Perché, per esempio, siamo più abili a trattare le malattie cardiovascolari negli uomini e la depressione nelle donne? Una rivoluzione nella scienza, nelle nostre abitudini e nelle parole che usiamo è urgente. Può cominciare con la medicina di genere. Antonella Viola ci guida alla scoperta di una medicina giusta, finalmente attenta alle differenze fisiologiche legate al sesso ma anche alle conseguenze che le disparità di genere esercitano sulla salute. “Fare la rivoluzione,” scrive Viola, “significa avere occhi nuovi per guardare noi stessi e il resto del mondo. Occhi nuovi per riconoscere le differenze che contano. E per dare loro valore.”

Da alcuni anni nel mondo delle neuroscienze è in corso una vera e propria rivoluzione. Le ricerche si stanno spingendo in una direzione che vede il cervello, e quindi nello specifico l'attività neuronale, attraverso il legame con l'attività di altri organi: l'intestino, che ormai si è meritato la qualifica di ‘secondo cervello', ma anche i polmoni e la respirazione, il cuore, la postura, e come tutto questo concorra alla formazione della nostra identità. In realtà, come ci spiega Nazareth Castellanos, si tratta di una direzione che ci era già stata indicata dalla medicina dei nostri antenati, a partire dall'antico Egitto fino a Ippocrate e Aristotele, da Galeno ai fondatori della medicina araba. Un ritorno a casa, dunque, ma stavolta sorretto dalle prove fornite con il rigore del metodo scientifico. Prove che offrono tra l'altro stupefacenti dimostrazioni della validità di pratiche come la meditazione e di un corretto stile di vita, in un approccio che comprende alimentazione, movimento, ascolto di sé stessi e dei messaggi che il corpo ci invia. Con la passione della ricercatrice e la verve della divulgatrice, Castellanos ci guida alla scoperta di questa rivoluzione, e della nostra irriducibile unicità.

Attingendo alle conoscenze etologiche e a una lunga personale esperienza con i cani, Coren spiega al lettore in modo semplice e chiaro quali sono le “parole” e la “grammatica” che essi utilizzano nella comunicazione con i propri consimili e con gli esseri umani, fornendo tutti gli strumenti utili per migliorare la comprensione di ciò che il cane sente e pensa e di quali sono le sue intenzioni. Il testo è integrato con disegni e schemi esplicativi e Coren analizza in dettaglio le diverse tipologie e combinazioni di segnali che i cani utilizzano a seconda di ciò che intendono comunicare. Questi sono ricchi di sfumature che è necessario saper riconoscere per capirne, senza fraintendimenti, le reali intenzioni. "Capire il linguaggio dei cani" offre agli amanti dei cani le competenze di cui hanno bisogno per migliorare le loro relazioni con i loro animali domestici.

Senza mai perdere la sua ironia, per tutta la vita Edoardo Boncinelli ha indagato il genere umano. Ne ha esplorato le più piccole strutture molecolari, ha chiarito i più complessi meccanismi della mente e, insieme a filosofi e scienziati, si è interrogato sui fondamenti dell’esistenza. Con questo “Piccolo dizionario della nostra coscienza” ha voluto proseguire le sue perlustrazioni dell’umano attraverso le particelle del linguaggio, le parole, che ci permettono di aprirci agli altri, allargare i nostri mondi, inventarne di nuovi, costruire le nostre identità. In queste pagine, espressioni come «mente», «bellezza», «universo», «natura» dialogano tra di loro dando origine a «un giardino uniformemente vario che rispecchia tutte le cose e i fatti del mondo».

Come può l’attività del cervello dar luogo alla coscienza? Il filosofo della mente David Chalmers lo ha definito il «problema difficile» delle neuroscienze contemporanee, e molti lo ritengono il più grande enigma di tutte le scienze. Si tratta di comprendere non solo quali processi cerebrali siano correlati alla coscienza, ma anche in che modo la generano. Un problema che in questo libro Mark Solms, neuroscienziato e psicoanalista, affronta con un approccio risolutamente anticonvenzionale, in cui confluiscono le sue ricerche sui sogni e le conversazioni con numerosi pazienti cerebrolesi. In passato si pensava che la corteccia cerebrale, in quanto sede dell’intelligenza, lo fosse anche della coscienza. Secondo Solms, la coscienza ha invece un’origine molto più antica, e nasce in un’area del cervello meno «nobile», il tronco dell’encefalo, che gli esseri umani condividono con tutti gli altri mammiferi e persino con i pesci. Qui risiede la «fonte nascosta» degli affetti. A una coscienza cognitiva, rivolta verso il mondo esterno, si contrappone dunque una coscienza emotiva, un sentire primitivo, viscerale, che ha una funzione adattativa, giacché le sensazioni di piacere e dispiacere sono la bussola che ci consente di navigare nel mare dell’incertezza e di mantenere l’equilibrio omeostatico indispensabile per rimanere in vita. Solms ci invita così a intraprendere un viaggio avventuroso alle origini della coscienza e, a partire dagli albori della neurologia e della psicoanalisi, ci guida sino alle frontiere delle moderne neuroscienze. E la conclusione non mancherà di far discutere: «finché non riusciremo a costruire una macchina cosciente, non potremo affermare di avere risolto il problema difficile».

Una pianta non è un animale. Sembra la quintessenza della banalità, ma è un’affermazione che nasconde un dato di fatto di cui sembriamo essere inconsapevoli: le piante sono organismi costruiti su un modello totalmente diverso dal nostro. Vere e proprie reti viventi, capaci di sopravvivere a eventi catastrofici senza perdere di funzionalità, le piante sono organismi molto più resistenti e moderni degli animali. Perfetto connubio tra solidità e flessibilità, le piante hanno straordinarie capacità di adattamento, grazie alle quali possono vivere in ambienti estremi assorbendo l’umidità dell’aria, mimetizzarsi per sfuggire ai predatori e muoversi senza consumare energia. La loro struttura corporea modulare è una fonte di continua ispirazione in architettura. E ancora: producono molecole chimiche di cui si servono per manipolare il comportamento degli animali (e degli umani) e la loro raffinata rete radicale formata da apici che esplorano l’ambiente può tradursi in concrete applicazioni della robotica. Sappiamo ormai che allevare vegetali nello spazio è un requisito necessario per continuare a esplorarlo, e spostare parte della nostra capacità produttiva negli oceani grazie a serre galleggianti come Jellyfish Barge può essere una soluzione per soddisfare la nostra crescente richiesta di cibo. Organismi sociali sofisticati ed evoluti che offrono la soluzione a molti problemi tecnologici, le piante fanno parte a pieno titolo della comunità dei viventi. Se vogliamo migliorare la nostra vita non possiamo fare a meno di ispirarci al mondo vegetale.

Che cosa sono i sogni? Da dove vengono? Per migliaia di anni l'uomo ha cercato di dare una risposta al mistero di quest'esperienza universale, connaturata all'esistenza stessa della specie umana, ma senza grande successo. In questo saggio due neuroscienziati, fra i più noti specialisti mondiali dell'argomento, propongono un'innovativa e avvincente teoria che riconosce il sogno come uno strumento per cogliere il significato di informazioni latenti nella memoria, a cui di rado abbiamo accesso da svegli; spiegano qual è il posto dei sogni nella storia evolutiva della specie umana e qual è la funzione degli incubi; dimostrano come i sogni possano essere usati per stimolare la creatività individuale. Tutta la più avanzata scienza dei sogni. Raccontata con una magistrale capacità narrativa. Molto più di quanto abbiate mai sognato.

Il funzionamento del cervello è misterioso. Cosa sono e cosa vogliono dire i segnali neurali? Come percepiscono i nostri sensi? Come sono controllati i movimenti? Cosa succede quando meditiamo? Un tempo lo studio del cervello riguardava solo il regno dei laboratori universitari... ora non più! Questo libro consente a chiunque di partecipare alle scoperte della neuroscienza attraverso esperimenti pratici che registrano il mondo elettrofisiologico che ha origine nella nostra testa. Armati di alcuni elettrodi fai-da-te, i lettori potranno vedere come appare davvero l'attività cerebrale. Ogni capitolo inizia descrivendo alcune fenomenologie di una particolare area delle neuroscienze, quindi guida il lettore passo dopo passo attraverso un esperimento e si conclude con una serie di domande aperte per ispirare ulteriori indagini. Un volume ricco di letture affascinanti e allo stesso tempo accessibili, adatto a studenti di qualsiasi livello, semplici curiosi e chiunque sia interessato a scoprire, per lavoro o per passione, come funziona il nostro cervello.

Pubblicato per la prima volta nel 1901, "La vita delle api" è il primo di una trilogia di testi dedicata agli insetti sociali: tutte opere che parlano di un mondo minuto e pullulante, lontanissimo eppure molto vicino al nostro. Non trattato di apicoltura né manuale per studenti o saggio scientifico, ma opera di un amante delle api, che scrive con un rigore e una chiarezza dettati dall’affetto per la natura, è un libro figlio del proprio tempo, scritto sull’onda dell’entusiasmo per il progresso tecnico-scientifico, che non smette di ammaliare gli amanti delle scienze naturali.