Skip to main content
Stephanie Arnett/MIT Technology Review | rawpixel

I ricercatori stanno decifrando il modo in cui i segnali viaggiano tra il corpo e il cervello, con implicazioni per la nostra comprensione e il trattamento di patologie che vanno dall’obesità all’ansia.

Il tuo cervello vive nello spazio buio del cranio. Eppure sa quando il vento ti fa rizzare i peli sulla pelle, quando il cuore batte all’impazzata, quando lo stomaco si stringe per la paura.

In questo preciso istante, inoltre, sta prevedendo ciò che leggerai tra poco mentre i tuoi occhi scorrono su questa pagina. Sta captando segnali che lo aiutano a dare un senso a ciò che sta accadendo intorno a te e a prepararti ad agire se dovessi trovarti in una situazione di pericolo. Di solito non sei consapevole del fatto che il tuo cervello stia facendo tutto questo.

I nostri sensi raccolgono informazioni a una velocità sbalorditiva: circa 11 milioni di bit ci inondano ogni secondo dalla pelle, dagli occhi, dalle orecchie e da altre parti del corpo. Si tratta di una quantità di dati pari a quasi tre romanzi in edizione tascabile al secondo. Solo una minima parte raggiunge la nostra consapevolezza cosciente.  I ricercatori stimano che la nostra mente cosciente sia in grado di elaborare all’incirca da 10 a 60 bit di informazioni al secondo, più o meno alla stessa velocità con cui stai leggendo questa frase. Si tratta di un rapporto di circa un bit cosciente ogni centinaia di migliaia di bit inconsci.

E questa è una benedizione. Come afferma Moriah Thomason, neuroscienziata presso la NYU Langone: «Per fortuna siamo fatti così. C’è uno strato di informazioni a cui abbiamo accesso nella nostra consapevolezza cosciente. E poi ce n’è una quantità appena sotto la superficie. C’è solo una certa quantità che siamo destinati a “tenere a mente” per poter funzionare correttamente».

Ciò di cui sei consapevole: il tuo stomaco che brontola quando hai fame. I palmi delle mani che sudano prima di parlare in pubblico. Il respiro che hai appena fatto, se ci presti attenzione. Persino il battito del tuo cuore, che alcune persone riescono a percepire dall’interno senza sentire il polso al polso.

Gli scienziati hanno un termine per descrivere il modo in cui percepiamo noi stessi dall’interno: l’interocezione.

Il termine fu coniato nel 1906 dal neurofisiologo britannico Charles Sherrington. Per gran parte del XX secolo è rimasto confinato per lo più ai libri di testo. Oggi, grazie a un Premio Nobel del 2021 e a nuovi strumenti in grado di mappare il sistema interoceptivo in tutto il corpo, lo studio di questa capacità è improvvisamente diventato di grande attualità. Man mano che i ricercatori decodificano il modo in cui i segnali si muovono tra corpo e cervello, sta cominciando a delinearsi un quadro più chiaro, con implicazioni su come comprendiamo e trattiamo condizioni che vanno dall’obesità al dolore cronico all’ansia.

Il campo ha iniziato a prendere piede negli anni ’90. Nel 1994, il neurologo Antonio Damasio pubblicò un libro dal titolo provocatorio: *L’errore di Cartesio*. Egli contestò la separazione storica tra pensiero e sentimento, sostenendo che la nostra capacità di scegliere e agire è guidata dai sentimenti, e che questi, a loro volta, sono plasmati dai segnali del corpo, come la stretta allo stomaco o la pelle che diventa sudata. Quando perdiamo quella connessione tra sentimento e pensiero, come è successo a uno dei pazienti di Damasio dopo un intervento chirurgico per curare un tumore al cervello, possiamo ancora ragionare con perfetta logica sui pro e i contro di un viaggio di martedì o di mercoledì. Ma senza i segnali emotivi che ci aiutano a prevedere come ci faremo sentire una scelta, la nostra ragione gira a vuoto e non riusciamo a decidere.

Un contemporaneo di Damasio, il neuroscienziato Bud Craig, ha dedicato la sua carriera a porre una sola domanda: «Come ti senti?». Ha descritto come il cervello costruisca una mappa interna del corpo e la aggiorni in tempo reale in ogni istante della nostra vita.

Pensate al ponte di comando della USS Enterprise, dove una mappa in tempo reale mostra lo stato dei sistemi critici della nave: livelli di ossigeno, disponibilità di energia, integrità dello scafo, potenza degli scudi. Un’altra serie di indicatori rileva ciò che accade all’esterno della nave: cinture di asteroidi, navi nemiche, radiazioni, segni di vita e anomalie spaziali non ancora comprese.

Il tuo cervello, grande all’incirca quanto i tuoi due pugni uniti, crea una mappa come questa per tutto il tuo corpo, insieme a una mappa del mondo esterno, a partire dai dati che affluiscono attraverso i tuoi cinque sensi. Insieme, alimentano il modello operativo che il tuo cervello ha di te nel mondo, ora e nel tempo: dove ti trovi, chi sei, le tue aspettative su ciò che sta per accadere (in base a tutto ciò che sai) e cosa tutto ciò significhi per te.

Fonte: MIT Technology Review (grafico), Science Photo Library (diagramma del nervo vago)

Fonte: MIT Technology Review (grafico), Science Photo Library (diagramma del nervo vago)

Quando qualcuno ci chiede «Come stai?», consultiamo le nostre mappe e riferiamo il nostro stato. Potremmo dire di essere felici, esausti, ansiosi o pieni di energia. Queste sensazioni sono sempre un intreccio di percezioni emotive e fisiche. Sono ciò che il tuo sistema di navigazione interocettivo presenta alla tua consapevolezza quando percepisci te stesso dall’interno.

Man mano che cresciamo, impariamo a interpretare il significato di queste sensazioni — interpretazioni che, a loro volta, possono alterare la nostra fisiologia, le nostre emozioni e il nostro comportamento. Una ricerca della psicologa Alia Crum dimostra che le persone che adottano una mentalità secondo cui «lo stress è stimolante» producono più ormoni della crescita rispetto a quelle che hanno una mentalità secondo cui «lo stress è debilitante». Inoltre, provano emozioni più positive e dimostrano una maggiore flessibilità cognitiva.

Anche il linguaggio ha la sua importanza. Impariamo parole per descrivere le sfumature dei nostri sentimenti — parole che poi plasmano il modo in cui ci sentiamo e agiamo. Le persone con scarsa «granularità» emotiva — come lo psicologo Marc Brackett definisce la capacità di distinguere tra sentimenti strettamente correlati — reagiscono in modo più impulsivo sotto stress e sono meno capaci di trovare un significato nelle esperienze difficili. Ma le mentalità e l’intelligenza emotiva sono malleabili. Possiamo imparare che «ansioso» è diverso da «terrorizzato», e possiamo persino riformulare il modo in cui interpretiamo le sensazioni del nostro corpo. Invece di considerare le farfalle nello stomaco come fastidiose, possiamo accoglierle come il modo in cui il nostro corpo ci prepara a dare il massimo.

Gli scienziati sanno da tempo che le informazioni interocettive alla base di queste esperienze vissute viaggiano attraverso due sistemi principali: i nervi e gli umori (sangue e linfa). Ora stanno studiando attivamente un terzo sistema: l’«interstizio», una rete di spazi pieni di liquido intrecciata in tutta la fascia connettiva del corpo che potrebbe svolgere un ruolo anche nella comunicazione.

Ma fino a poco tempo fa, la comprensione scientifica di questo sistema interocettivo sembrava uno schema di alto livello che tralasciava dettagli fondamentali: come le informazioni viaggiano dall’ambiente esterno verso l’interno, come si spostano dal corpo al cervello e come vengono integrate e interpretate all’interno del cervello. I ricercatori stanno ora correndo per esplorare quello che la neuroscienziata Catherine Tallon-Baudry definisce questo «nuovo continente della consapevolezza».

L’autostrada vagante

Una delle aree di ricerca più attive è incentrata sul nervo vago, la componente principale del sistema nervoso parasimpatico e un’autostrada dell’informazione che trasporta notizie dagli organi al cervello e viceversa verso il corpo. Il nervo vago è diventato un nervo «celebre», onnipresente nei podcast sul benessere e nella terapia del trauma. «Tonifica il tuo nervo vago». «Attiva il tuo sistema parasimpatico». Il linguaggio suggerisce un unico obiettivo su cui concentrarsi, come se fosse un muscolo. La realtà, come sta scoprendo Steve Liberles della Harvard Medical School, è ben più interessante.

Liberles ha dedicato gran parte della sua carriera a mappare quella che definisce “la grande e vasta incognita” di uno dei nostri nervi più grandi e più lunghi. Parla proprio come lavora: in modo metodico, senza esagerare. Ma le domande che lo animano sono enormi. Come percepiamo lo stato interno del nostro corpo? Quali informazioni fluiscono attraverso quali canali? E come decide il cervello cosa farne?

«Quando sono nervoso mentre tengo un discorso davanti a mille persone», dice, «il mio cuore potrebbe battere all’impazzata. Potrei sentire le farfalle nello stomaco. Potrei avere la pelle d’oca». Sappiamo tutti di cosa sta parlando.

«È strano», riflette. «Il cervello deve inviare un segnale all’intestino, e poi l’intestino deve risponderne al cervello, per dirti che sei nervoso?» Fa una pausa. «Questo dimostra semplicemente che esiste una connessione intima tra il cervello e il corpo, ed è reale».

Il nervo vago è spesso chiamato “nervo calmante”, perché controlla le funzioni di “riposo e digestione” che tranquillizzano il nostro corpo dopo che il sistema nervoso simpatico ci ha stimolato con impulsi di “lotta o fuga” per affrontare il pericolo o lo stress.

Ma svolge anche un’altra funzione: ci ascolta dall’interno. Gli anatomisti sanno da oltre un secolo che circa l’80% delle sue fibre trasporta informazioni verso l’alto, dal corpo al cervello. Immaginatelo come un’autostrada a due corsie con un traffico molto più intenso in direzione nord. Ciò che gli scienziati stanno appena iniziando a comprendere nei dettagli è il significato di quei segnali.

Liberles sta decodificando il nervo vago con precisione molecolare e sta scoprendo che il suo sistema di comunicazione è inaspettatamente diversificato. Finora, la sua ricerca ha portato alla luce dozzine di tipi di cellule del nervo vago, ciascuna collegata a un organo specifico. Il “Team Rosso” trasmette informazioni sul cuore; il “Team Blu”, sull’intestino.

All’interno di questi team, ogni corriere ha un compito unico, diverso da quello svolto da tutti i suoi compagni. Liberles ne ha individuati 10 tipi solo nei polmoni. Fino ad allora, nel 1868, era stato identificato un solo riflesso polmonare. Un corriere nervoso trasporta informazioni sulla frequenza respiratoria; un altro sull’estensione dei polmoni; un altro ancora su minacce alle vie aeree, come il cibo che finisce nella trachea invece che nell’esofago.

«È davvero emozionante pensare a cosa stia facendo ciascuno di questi neuroni», mi ha detto durante una conversazione lo scorso autunno, con un lampo di intensità che ha squarciato la calma. «Dove va nel corpo? Cosa percepisce? Cosa controlla?»

Le porte della cellula

Liberles sta mappando le autostrade informative del nervo vago. Ma le autostrade hanno bisogno di rampe di accesso affinché i segnali possano entrare. Per anni, uno dei più grandi misteri della neurobiologia è stata la rampa di accesso molecolare per il nostro senso del tatto.

Da qualche parte, qualcosa nel nostro corpo convertiva la forza fisica in un segnale elettrico comprensibile al sistema nervoso. Ma nessuno sapeva come.

Per risolvere quel mistero ci voleva uno scienziato disposto a fidarsi di un’intuizione quando i dati non riuscivano a indicare la strada.

Ardem Patapoutian è cresciuto in Libano ed è fuggito dalla guerra civile del suo Paese a 18 anni, approdando a Los Angeles, dove ha consegnato pizze e scritto oroscopi per un giornale locale prima di innamorarsi della scienza all’UCLA.

Negli anni ’90, come ricercatore post-dottorato presso l’Università della California a San Francisco, rimase affascinato dal nostro senso del tatto: l’ultimo dei cinque sensi principali non ancora compreso a livello molecolare. Il segnale di stiramento polmonare che i neuroni vagali di Liberles trasmettono al cervello? Nessuno aveva mai capito come nascesse quel segnale.

«Come si percepisce l’abbraccio di una persona cara? In che modo le dita distinguono una consistenza dei capelli dall’altra?», ci invita a chiederci Patapoutian nella sua conferenza per il Premio Nobel del 2021. Il problema: la maggior parte della comunicazione cellulare avviene attraverso la chimica. Ma la forza meccanica non offre alcuna molecola a cui legarsi. In che modo il corpo traduce la pressione fisica nel linguaggio elettrochimico parlato dai neuroni?

Gli scienziati sapevano che la risposta doveva essere un canale ionico: una porta proteica incorporata nelle membrane cellulari che si apre per far entrare nella cellula particelle cariche elettricamente. Ma individuare quello responsabile del tatto si è rivelato incredibilmente difficile. I canali ionici hanno dimensioni pari a un centomillesimo di una cellula, invisibili ai normali microscopi. Peggio ancora, non si assomigliano tra loro. Non è possibile riconoscerne uno dalla forma o dalla sequenza di aminoacidi. Anche se ne aveste uno proprio davanti agli occhi, nulla vi farebbe capire che è lì.

Allo Scripps, dove lavora attualmente, Patapoutian decise di provare un approccio insolito. Avrebbe cercato di individuare cellule che mostrassero sensibilità al tatto e ne avrebbe distrutto il codice genetico interno un gene alla volta, alla ricerca della mossa che avrebbe reso la cellula insensibile. Era un lavoro tedioso, costoso e forse un vicolo cieco. «Molti ci prendevano in giro», racconta.

Dopo due anni, il collaboratore di Patapoutian, Bertrand Coste, aveva già esaurito metà del suo periodo di post-dottorato senza ottenere risultati. Patapoutian disse: «Altri 30 geni, e poi decidiamo se continuare».

Ciò che li ha spinti ad andare avanti, mi ha detto Patapoutian, è stata l’intuizione informata. «Man mano che acquisisci più esperienza, sviluppi questa sensazione di cosa funzionerà e cosa no. A volte i dati non riescono a rispondere alla domanda su quando fermarsi o quando continuare. Deve esserci un altro processo. Se inizi a fidarti di esso, ti offre una via per proseguire».

Coste ha disattivato il gene candidato numero 72. Linea piatta. La cellula si era intorpidita.

L’avevano trovato: il meccanismo alla base di qualcosa che si percepisce ogni giorno.

Hanno chiamato la proteina che hanno identificato PIEZO, dal greco piezi, che significa pressione. Esistono due varianti, PIEZO1 e PIEZO2, ciascuna responsabile della percezione di diversi tipi di pressione nel corpo. Il loro design è elegante: oltre 2.500 aminoacidi ripiegati in una struttura a forma di elica a tre pale, incastonata nelle membrane cellulari. Quando la pressione distende la membrana, la struttura si apre e gli ioni caricati elettricamente la attraversano, traducendo la pressione fisica in un segnale elettrico comprensibile al cervello — il tutto nel giro di millisecondi.

Patapoutian definisce la scoperta scientifica un sogno che sopravvive alla realtà. Ha vinto il Premio Nobel per la medicina nel 2021 per la sua scoperta delle proteine PIEZO, condividendo il premio con David Julius dell’UCSF per il suo lavoro su come le cellule percepiscono la temperatura. Ora i ricercatori stanno individuando le proteine PIEZO ovunque: nella pelle, negli organi, nei vasi sanguigni e persino nei globuli rossi, dove aiutano le cellule a farsi strada attraverso i capillari più stretti. Sono grazie a loro che il cervello sa dove si trova la mano nello spazio senza guardarla, un senso chiamato propriocezione. Sono presenti anche nelle piante, consentendo alle radici di percepire la pressione mentre si fanno strada nel terreno.

PIEZO è stato solo l’inizio. Grazie a una sovvenzione di 14,5 milioni di dollari concessa dal National Institutes of Health degli Stati Uniti, Patapoutian e i suoi collaboratori stanno ora mappando l’intero sistema interocettivo del corpo — tutti i sensi interni che riuscirà a individuare, afferma.8

Patapoutian ha tradotto la sua scoperta in una forma unica di divulgazione al pubblico. Alle conferenze scientifiche, a volte si arrotola la manica a metà della lezione per rivelare metà del braccio ricoperto di inchiostro: una gigantesca proteina PIEZO dai dettagli anatomici squisiti, con le sue lame che si estendono sul bicipite. Poi flette il muscolo. Il tatuaggio si flette con lui, la struttura si piega esattamente come fa la proteina reale quando la pressione apre il canale.

«In un pub o a una festa», spiega sorridendo, «in quale altro modo potrei mostrare questa bellissima struttura?»

Orchestrare il campo

Steve Liberles sta tracciando una grande autostrada dell’interocezione. Ardem Patapoutian ha scoperto i canali del tatto. Nel frattempo, Wen Chen presso il National Institutes of Health sta riunendo il settore, mettendo nella stessa stanza neuroscienziati, immunologi, fisiologi e medici. La richiesta, dice, è stata enorme.

Ha testato la sua presentazione durante una cena con i colleghi del NIH alcuni anni fa. In questo momento avete fame: questa è l’interocezione. Avete sete: questa è l’interocezione. Tutti annuirono mentre indicava i presenti attorno al tavolo.

«Non possiamo considerare solo il cervello o solo il corpo», mi ha detto. «Dobbiamo guardare alla persona nella sua interezza».

Nel 2018 ha organizzato un simposio sull’interocezione a cui Liberles era tra gli invitati, insieme a ricercatori e praticanti di meditazione e yoga. «Non era proprio il loro campo», dice, ridendo mentre ricorda quanto sembrassero a disagio alcuni dei ricercatori. Ma i praticanti erano entusiasti di incontrare finalmente degli scienziati che studiavano i meccanismi interni di ciò che facevano.

A ciò seguì una serie di workshop del NIH sull’interocezione che spaziavano da argomenti di scienza di base alla pratica clinica. Patapoutian fu il relatore principale del primo.

Il NIH ha iniziato a finanziare gli scienziati per mappare i circuiti neurali dell’interocezione e a riunirli per discutere delle loro scoperte. A metà di uno di questi incontri, l’attrezzatura ha smesso di funzionare per un’ora. Più di 1.000 persone sono rimaste online, in attesa che tornasse a funzionare.

«Siamo rimasti sbalorditi dall’affluenza», afferma. «L’interesse era molto più grande di quanto avessimo potuto immaginare».

Chen sta ora creando le infrastrutture necessarie per soddisfare questa domanda: una comunità strutturata, meccanismi di finanziamento, uno spazio in cui cardiologi, neuroscienziati e medici possano incontrarsi. E, nel farlo, sta ridefinendo il campo stesso; l’interocezione non è un segnale unidirezionale dal corpo al cervello, ma un sistema di comunicazione bidirezionale continuo, in cui ciascuna direzione modella l’altra in tempo reale.10

Il nervosismo di Liberles sul palco è proprio quel ciclo bidirezionale in azione. I segnali provenienti dal suo cuore che batte all’impazzata e dalle farfalle nello stomaco salgono al cervello, che li intreccia in un’interpretazione: questa è ansia, ed ecco cosa fare per gestirla. Le sue azioni producono nuovi segnali che il cervello interpreta alla luce delle sue continue previsioni su ciò che accadrà dopo. Nel ciclo di comunicazione corpo-cervello, ogni attore aggiorna costantemente l’altro.

Ho chiesto a Wen cosa potesse significare il suo lavoro sull’interocezione per un altro senso interiore: l’intuizione. «Si parla spesso di “sensazioni viscerali”», ho detto. «In che modo questo si collega all’interocezione?»

«L’intuizione potrebbe essere il ponte attraverso cui l’interocezione passa dall’elaborazione inconscia alla consapevolezza cosciente», ha risposto. «Se questo è vero, allora l’intuizione non è magia. È fisiologia».

Ma dipende da come interpretiamo i segnali. L’intuizione è come il dolore. Ti dice qualcosa, ma non è sempre chiaro cosa. «Forse possiamo considerare l’intuizione come una fonte di dati», dice. «Significativa, ma probabilmente non completa».

«Forse possiamo basarci su entrambi: sulle sensazioni e sui fatti.»

Il che solleva una domanda più personale: cosa fai con i segnali che il tuo corpo ti invia?

Una strada da esplorare è quella dell’intervento terapeutico, sia farmacologico che di stimolazione neurale. La stimolazione del nervo vago viene utilizzata da quattro decenni per il trattamento dell’epilessia e della depressione, ma, come afferma Liberles, è come premere tutti i tasti del pianoforte per suonare una sola nota. I farmaci dimagranti come Ozempic agiscono in parte attraverso le vie vagali, ma possono causare nausea come effetto collaterale, poiché il bersaglio non è abbastanza preciso. Se si mappano i circuiti del corpo con sufficiente precisione, si potrebbe ottenere proprio la nota desiderata.

Un altro ambito di ricerca attiva è quello psicologico e comportamentale: insegnare alle persone come rilevare e persino modellare i segnali interocettivi. Una scarsa consapevolezza interocettiva è collegata a disturbi di salute mentale e a condizioni fisiche legate allo stress.11  Ma, come l’intelligenza emotiva, non è immutabile. I ricercatori stanno scoprendo che le persone possono aumentare la propria consapevolezza corporea, ad esempio, imparando a percepire i battiti del proprio cuore dall’interno — oggi una misura comune della consapevolezza interocettiva.12  Altri interventi si concentrano sulle terapie basate sul corpo e sull’attivazione consapevole del sistema parasimpatico di «riposo e e digestione» per migliorare il benessere emotivo e fisico. L’effetto placebo è un altro esempio di come la mente agisca sul corpo attraverso la sola aspettativa.

I segnali che un tempo liquidavamo come vaghe sensazioni — quando lo stomaco si stringe prima ancora di capirne il motivo, quando il corpo dice o no prima che la mente se ne renda conto — sono reali. Il modo in cui li interpretiamo e se agiamo di conseguenza rappresenta un’altra frontiera.

È chiaro che le sensazioni viscerali svolgono un ruolo nella ricerca scientifica, specialmente quando la strada da seguire appare nebbiosa. L’intuizione informata di Patapoutian ha permesso a lui e ai suoi colleghi di andare avanti abbastanza a lungo da scoprire PIEZO, a ricordarci che le grandi scoperte spesso nascono da un presentimento che viene poi verificato alla luce delle prove. Chen lo esprime bene: forse possiamo basarci sia sulle sensazioni che sui fatti.

Katherine W. Isaacs è scrittrice e docente senior presso la MIT Sloan School of Management. La sua attività didattica e di ricerca si concentra sull’intersezione tra psicologia, tecnologia e innovazione. Formatasi inizialmente come biologa e successivamente come psicologa sociale, sta attualmente lavorando a un libro intitolato *Gut Feel*, che tratta di intuizione, interocezione e processi decisionali incarnati.