Sapevamo già che muoversi fa bene al cervello, ma i ricercatori dell'Università della Pennsylvania hanno appena scoperto il motivo specifico: il nostro corpo attiva un meccanismo biologico che letteralmente ripulisce il cervello dai rifiuti. Patrick Drew, neuroscienziato dell'ateneo, lo spiega così: quando i muscoli addominali si contraggono, spingono il sangue dall'addome verso il midollo spinale, esattamente come in un sistema idraulico. Questa pressione raggiunge il cervello e lo fa muovere leggermente, attivando un processo di pulizia naturale.
Lo studio è stato condotto principalmente su cavie di laboratorio, ma i risultati potrebbero avere implicazioni significative anche per la fisiologia umana. I ricercatori hanno utilizzato cavie perché i loro corpi funzionano in modo simile al nostro, e soprattutto perché hanno potuto osservare direttamente cosa accadeva dentro i cervelli degli animali durante il movimento.
Per farlo, hanno letteralmente aperto una piccola finestra nel cranio di alcuni topi, permettendo ai ricercatori di fotografare il cervello mentre si muoveva con una tecnica di imaging ad alta definizione.
Cosa accade realmente quando ci muoviamo
Durante gli esperimenti, i topi camminavano su dei tapis roulant mentre i loro capi erano mantenuti fermi. I ricercatori potevano osservare come il cervello si spostava immediatamente dopo la contrazione addominale che precede ogni passo. Quando applicavano una leggera pressione sull'addome di topi anestetizzati, il cervello si muoveva. Ancora più interessante, il cervello tornava alla sua posizione originale non appena la pressione veniva rilasciata. Questo dimostra che la pressione addominale può alterare rapidamente la posizione del cervello all'interno del cranio.
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Non è difficile immaginare che il nostro cervello riceva lo stesso trattamento quando facciamo una flessione, quando saltiamo su una gamba sola o quando allunghiamo i muscoli in una posizione di yoga. Ogni contrazione addominale, anche quella piccola e quasi impercettibile che accompagna i nostri movimenti quotidiani, contribuisce a questo processo di autopulizia biologica.
La rete vascolare che rende tutto possibile
Per comprendere meglio come questo meccanismo funziona, i ricercatori hanno utilizzato scansioni a microtomografia computerizzata per mappare la rete di vene che corre attraverso l'interno delle vertebre e intorno alla colonna vertebrale. Questa è la struttura che consente il trasferimento di pressione e di fluidi tra la cavità addominale, il midollo spinale e il cervello. È un sistema complesso e interconnesso che la natura ha sviluppato da milioni di anni di evoluzione.
Tuttavia, la fisica coinvolta in questo processo è così intricata che i ricercatori hanno deciso di semplificare il modello per le simulazioni al computer. Francesco Costanzo, l'ingegnere biomedico che ha guidato la modellazione computazionale dello studio, ha usato una metafora particolarmente utile: il cervello è come una spugna sporca. Se vuoi pulire una spugna sporca, la sciacqui sotto l'acqua corrente e la strizzi. Il nostro cervello funziona secondo lo stesso principio: il movimento lo strizza delicatamente, permettendo al liquido cerebrospinale di fluire attraverso di esso e uscire dall'organo.
Questo processo di 'strizzamento' meccanico accelera il funzionamento del sistema glinfatico, una sorta di rete fognaria del cervello che corre parallelamente ai vasi sanguigni. Durante il movimento, la pressione addominale agisce come un motore esterno che potenzia il ricambio del liquido interstiziale, facilitando l'espulsione di proteine tossiche come la beta-amiloide e la proteina tau, i cui accumuli sono associati a malattie come l'Alzheimer.
Il ruolo del liquido cerebrospinale nella salute cerebrale
Le simulazioni hanno rivelato che questi piccoli movimenti cerebrali, innescati dalla tensione addominale, sono sufficienti per spingere il liquido cerebrospinale attraverso il cervello e fuori di esso, verso uno spazio tra il cervello e il cranio chiamato spazio subaracnoideo. Gli scienziati sanno da tempo che il flusso di questo liquido è fondamentale per eliminare i prodotti di scarto dal cervello che altrimenti potrebbero contribuire alla neurodegenerazione. È un meccanismo di igiene biologica che noi stessi attiviamo ogni volta che contraiamo i muscoli addominali, senza neanche accorgercene.
è interessante notare che durante il sonno il liquido cerebrospinale fluisce nella direzione opposta: entra nel cervello dallo spazio subaracnoideo invece di uscire. Fino ad ora non era chiaro il motivo di questa differenza così marcata nel flusso tra veglia e sonno, e questa ricerca fornisce una possibile spiegazione. Durante la veglia il nostro corpo si muove costantemente, attivando questa pompa biologica. Durante il sonno rimaniamo immobili e il cervello entra in una fase diversa, con un meccanismo di pulizia che segue un percorso opposto.
Lo studio è stato pubblicato su Nature Neuroscience ed è il risultato di anni di ricerca che combina l'osservazione diretta nei topi, l'imaging avanzato e la modellazione computazionale.
FONTI:
ScienceAlert - Movement Triggers a Hidden 'Brain Cleaning' Mechanism, Study Shows
Nature Neuroscience - Brain motion is driven by mechanical coupling with the abdomen
