Un interruttore di luce per il cervello

Il nostro cervello contiene miliardi di neuroni, le cellule nervose che comunicano tra loro con piccoli segnali elettrici. Per molto tempo gli scienziati hanno potuto osservare quali zone del cervello si attivano quando ricordiamo qualcosa, ci muoviamo o proviamo un'emozione. Ma vedere una zona che si "accende" non basta a dimostrare che sia proprio lei la responsabile di quel comportamento. Serviva un modo per intervenire direttamente su gruppi precisi di neuroni. La storia comincia con Chlamydomonas, un'alga formata da una sola cellula che nuota verso la luce. Il biologo tedesco Peter Hegemann voleva capire come un organismo così semplice riuscisse a "vedere". All'inizio degli anni Duemila, insieme al collega Georg Nagel, scoprì nell'alga una proteina speciale, la canalrodopsina. Quando viene colpita dalla luce blu, questa proteina apre un piccolo canale nella membrana della cellula. Attraverso il canale passano particelle con carica elettrica, e così la luce si trasforma in un segnale elettrico. La scoperta più importante, però, fu un'altra: la proteina funzionava anche se veniva inserita in cellule diverse da quelle dell'alga. Lo statunitense Karl Deisseroth ebbe l'idea di usarla nel sistema nervoso. Nel 2005 il suo gruppo inserì il gene della canalrodopsina in neuroni di ratto e, illuminandoli con luce blu, riuscì ad attivarli. Due anni dopo la tecnica venne usata nel cervello di topi vivi. Era nata l'optogenetica, che unisce la genetica e la luce. Oggi gli scienziati possono rendere sensibili alla luce solo alcuni gruppi di neuroni e accenderli quando vogliono, come con un interruttore. Usando altre proteine, possono anche spegnerli. In questo modo verificano se un certo comportamento compare quando quei neuroni vengono attivati, oppure scompare quando vengono spenti. Grazie all'optogenetica sono stati scoperti circuiti del cervello legati alla memoria, alle emozioni e al movimento. La tecnica aiuta anche a capire meglio malattie come il Parkinson, l'epilessia e la depressione. Per ora è soprattutto uno strumento di ricerca, non una cura. Ma c'è già chi la sperimenta per aiutare persone con gravi problemi di vista, rendendo di nuovo sensibili alla luce alcune cellule dell'occhio. Ed è affascinante pensare che tutto sia nato studiando una minuscola alga.