Fatti non foste a vivere seduti

Mi ero proposto di scrivere alcuni post per illustrare le parti salienti di Brain Rules, il libro con il quale John Medina tenta di tradurre in suggerimenti pratici alcuni recenti risultati delle neuroscienze. Questo è il primo e si riferisce alla prima regola di Brain Rules, “#1: Exercise”, ovvero “L’esercizio fisico”. Non si tratta di una traduzione in italiano – non avrebbe avuto senso perché questa esiste già – ma di una rivisitazione che, oltre a tenere conto degli sviluppi successivi alla data di pubblicazione di Brain Rules, cerca di collocare il discorso in un contesto a noi più familiare. Per esempio ho sostituito il mio amico Vittorio, classe 1918, a Jack LaLanne, l’iperattivo e longevo salutista menzionato da Medina. A un personaggio interessante ma tutto americano ho preferito la testimonianza di un superstite di quel popolo che l’Italia ha annientato, annientando così la propria cultura e la propria identità. Non  l’eroe di un popolo, ma uno di un popolo di eroi, che era il popolo sino a un secolo fa – immemori come siamo crediamo di esser tutt’altro senza di fatto esser più niente.

Prima di scrivere ho percorso la sterminata bibliografia riportata da Medina nel suo sito – questa per il primo capitolo – leggendone alcuni e andando a ricercarne altri apparsi successivamente alla pubblicazione del libro, con l’intento divalutare la vitalità dei vari filoni di ricerca.  Nella bibliografia ho elencato gli articoli e i libri che ho letto prima di scrivere questo post.

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In fondo Lucy non sembrava proprio una donna. Ad incontrarla ora nel bosco si scambierebbe per una strana sorta di scimmia. Eppure i paleoantropologi le hanno dato un nome gentile, e questo solo perché camminava, quasi come noi, con le mani libere e la testa alta. Per il resto, di propriamente umano sembra avesse effettivamente poco, soprattutto non aveva un cervello molto più grande di quello degli altri australopitechi e delle tante specie di scimmie che abitavano l’Africa orientale, circa 3 milioni di anni fa. Lucy era ancora lontana da Homo erectus, apparso un abbondante milione di anni dopo, tuttavia stava già in piedi. Il percorso evolutivo che ci unisce a questa nostra lontanissima progenitrice è incredibilmente complesso, per nulla lineare, costellato da avversità naturali, feroci competizioni, tragiche estinzioni, fortunosi adattamenti. Un percorso scarsamente conosciuto, salvo alcune tappe fondamentali, la prima delle quali è proprio il bipedalismo.

Da Lucy in poi non abbiamo mai smesso di camminare, per vivere e sopravvivere. Tutti gli altri attributi che contraddistinguono Homo sapiens si sono evoluti su due sole gambe, in un lunghissimo percorso durato un paio di milioni di anni. Una soluzione straordinariamente efficiente: nessun quadrupede consuma così poca energia per unità di peso negli spostamenti a bassa velocità, inferiori a 5 Km/h. Una soluzione che ha consentito di avere le mani libere, di portare cibo ai piccoli, di avvistare meglio i predatori nei territori aperti, di seguire instancabilmente le prede in territori sconfinati e grami, e soprattutto di utilizzare l’energia risparmiata per alimentare il più vorace degli organi, il cervello, chiave del successo della linea Homo sapiens.

Da quei duri tempi non abbiamo mai smesso di camminare, si stima in media 20-25 chilometri al giorno. Non abbiamo smesso di camminare fino a ieri, potremmo dire. Anzi, spesso fino ad oggi. Il mio amico Vittorio ha 94 anni. L’ho conosciuto quando ne aveva 70. Non ha mai guidato l’automobile, solo una vespina negli ultimi anni, ma poco. Ho condiviso consistenti brani di vita con Vittorio e so che non è stato lontano da quella media di 20 chilometri il giorno. Non è un eremita. Non è un campione. È un italiano che ha vissuto come ha vissuto la stragrande maggioranza degli uomini fino a quasi tutto il 900. Un uomo della montagna italiana, che esiste ancora, anche se il Paese Senza Memoria ne ignora l’esistenza da tempo, perso a rincorrere maldestramente una modernità posticcia. L’Italia raccontata da Paolo Rumiz ne La leggenda dei monti naviganti, con rabbia e meraviglia. Meraviglia per la fiabesca bellezza del paesaggio umano e naturale; rabbia per il potere che lo ignora. Non c’è soluzione di continuità fra Lucy e Vittorio, quante generazioni li uniscono? Forse 100’000, o 200’000, più o meno. Quello che è certo è che tutti gli individui di questa catena di creature ha passato la propria esistenza camminando. Vittorio, a 94 anni continua a camminare tutti i giorni, credo 4 o 5 chilometri. Una o due volte a settimana torna a visitare il suo orto, a tre chilometri da casa sua, in mezzo al bosco, in un luogo che non conosce nessuno, nemmeno il padrone del terreno. L’orto che iniziò quando aveva settant’anni:

– Ti porto in un posto, Andrea, – mi fece, e mi condusse nel bosco, fino a uno spiazzo che aveva strappato al bosco con la zappa.

– Infila il braccio in quella bucarola!

Esitante, sbirciai nella buchetta.

– Non aver paura, non c’è pericolo!

Ci immersi tutto il braccio, – c’è l’acqua!

Vittorio guardava e rideva contento. In pochi anni quella piazzola diventò un podere, qualcosa come 500 o 1000 metri quadri. Un piccolo paradiso nel bosco: altro che 20 km il giorno ha fatto Vittorio in questi anni!

Sarebbe un errore percepire solo la performance fisica. Del resto Vittorio non è molto più grande di Lucy, piccolo, secco, nodoso come un olivo. Non credo che sia mai pesato tanto più di 50 chili. Abitudine al lavoro fisico sì, ma non prestanza fisica.

C’è dell’altro. Creare un orto in mezzo a un bosco, tutto completamente a mano, portandovi una quantità enorme di materiali, costruendo le tante strutture necessarie, i ripari, le protezioni dagli animali voraci, un sistema di irrigazione fatto da una serie di stagni in cascata, e il tutto che funzioni per davvero, richiede capacità tecniche, memoria, intuito, spirito d’osservazione, in una parola sapienza. Vittorio a 94 anni ha la mente perfettamente lucida. Segue le vicende politiche, formula giudizi nitidi sul precedente governo e su quello presente.

– Una cosa è certa Andrea, se io non avessi iniziato quell’orto vent’anni fa, ora non sarei qui a parlare con te – mi ha spiegato oggi.

La domanda sorge spontanea: ma l’attività fisica migliora la performance del cervello? Pare di sì, stando alle ricerche più recenti. La scienza non progredisce in modo lineare, bensi a strattoni, per esplosioni successive, imprevedibili.

Per oltre un secolo la descrizione del cervello non è cambiata molto: un organo che impiega una decina d’anni o due per raggiungere una configurazione fisica che rimane invariata per il resto della vita, a parte un lento salasso di neuroni, circa trentamila al giorno; tanti ma pochi rispetto al numero totale: cento miliardi. A lungo si è immaginato che il cervello adulto funzionasse come una sorta di computer, con sezioni separate in grado di processare e memorizzare singoli blocchi di informazioni memorizzati in zone specifiche e dedicate, come nel disco rigido del computer. Una macchina nella quale le informazioni vengono accumulate progressivamente nel tempo, formando quella che chiamiamo conoscenza. Due fasi distinte: prima sviluppo e apprendimento vanno di pari passo, fabbricando l’hardware e caricando i software giusti; poi la macchina, ormai configurata, viene usata sostanzialmente immutata nel corso della vita, salvo aggiustamenti minori.

Una visione basata sostanzialmente su due modelli: quello della macchina più complicata che l’uomo abbia mai fabbricato, il computer, e quello di una società relativamente ordinata, otto-novecentesca, caratterizzata da settori di attività e ruoli ben definiti e distinti fra loro. In questo nitido scenario si immagina che nei primi vent’anni di vita i circuiti neuronali di ciascun individuo si configurino definitivamente. Mediante l’istruzione il cervello di intere categorie di persone viene dotato di un corpus comune di competenze adeguate ad un certo tipo di attività. Dopodiché abbiamo idraulici buoni a far l’idraulico, medici buoni a fare il medico e così via. Il contesto sociale e tecnico relativamente stabile si avvale delle prestazioni di tutti questi professionisti per tutto l’arco della loro vita.

Tutto questo fino a dieci-venti anni fa, poi è cambiato tutto.

Alle soglie del terzo millenio ci siamo accorti che società e tecnologia si sono messe a correre. Congegni straordinari ci trasformano la vita, semplificandola per un verso e complicandola per altri. Non v’è mestiere che non richieda aggiornamento continuo, perché metodi, processi e strumenti si avvicendano ogni pochi anni. I figli vivono in mondi sconosciuti ai genitori, aspirano a mestieri mai visti prima, è probabile che ne debbano cambiare diversi nell’arco della loro vita. E se faranno lo stesso mestiere dovranno comunque affrontare molti cambiamenti prima di arrivare alla pensione, ammesso che questa esisterà ancora. La mole di informazioni scambiate esplode, ma esplode anche la mole di conoscenze. In certe discipline la metaletteratura si sovrappone alla letteratura perché questa è troppo vasta e al tempo stesso sminuzzata, spesso è impossibile anche solo leggerla; può succedere di dover ricorrere alla meta-metaletteratura: articoli costruiti sui risultati di altri articoli, a loro volta sintesi dei risultati di molti altri. I curricula degli studi si gonfiano fino scoppiare. Lo studente non studia più, ingozza, e quasi mai ha tempo di riflettere; si inoltrerà nel mondo del lavoro come in un territorio straniero; in Italia ci entrerà invece come un immigrato, discriminato, sottopagato, sfruttato. Dovrà comunque imparare molte cose mai viste a scuola per viverci. Non avrà molto tempo per rifletterci, dovrà soprattutto competere. Imparerà più in fretta possibile ciò che sarà immediatamente proficuo. Navigherà quindi a vista. Tutti parlano di lifelong learning ma nessuno sa bene in cosa consista. L’aggiornamento professionale continuativo è ubiquitario ma non soddisfa veramente nessuno, eccetto coloro che ci guadagnano. Le università in tutto il mondo costano sempre di più e soddisfano sempre di meno. Nessuno sembra avere la ricetta per affrontare quello che sembra un gigantesco cantiere, piuttosto che un mondo bene ordinato, con qualche lavoro in corso qua e là.

Alle soglie del terzo millenio ci siamo accorti che anche il cervello è un’altra cosa rispetto rispetto a quello che era stato immaginato per oltre un secolo. Nel 2000 sulla rivista Nature appare un articolo di Charles Gross, del dipartimento di psicologia dell’università di Princeton, “Neurogenesis in the adult brain: death of a dogma” (Neurogenesi nel cervello adulto: morte di un dogma).

Fino a poco tempo fa, un assunto centrale nel campo della neuroscienza è stato che nel cervello adulto dei mammiferi non si generino nuovi neuroni. Per oltre cento anni è stato assunto che la neurogenesi, vale a dire la generazione di nuovi neuroni, ha luogo solo durante lo sviluppo e termina prima della pubertà.

…

La rinuncia all’assunto di stabilità della popolazione neuronale è una delle facce di uno spostamento di paradigma più generale, che riconosce la plasticità del cervello adulto, e la possibilità che in esso si manifestino modulazioni strutturali determinate dall’esperienza.

L’ipotesi della stabilità neuronale risale alla fine del diciannovesimo secolo ed è stata sostenuta per un secolo malgrado una crescente serie di indizi contrari. Una dimostrazione, secondo Gross, della forza della tradizione e della difficoltà che i giovani ricercatori ancora sconosciuti possono trovare nel mettere in discussione idee fortemente radicate. Se facciamo una ricerca deli articoli scientifici apparsi sul tema “adult neurogenesis” con il motore di ricerca PubMed, a partire dal 1967 ad oggi, vediamo chiaramente come si svolge oggi la dinamica di un’idea che si affaccia sul panorama scientifico. In particolare, si vede quanto tempo deve trascorrere prima che un’idea nuova riesca a sfondare: dal grafico si capisce che quando Gross ha scritto il suo articolo, nel 2000, l’idea della plasticità neuronale circolava già da una ventina d’anni

La plasticità del cervello costituisce uno dei temi più caldi delle neuroscienze. Se prima si pensava che l’attività cerebrale consistesse esclusivamente in trasmissione di segnali elettrici e chimici, oggi si sta delineando un panorama molto più complesso, nel quale le regioni più direttamente coinvolte nei meccanismi dell’apprendimento sembrano piuttosto uno sterminato cantiere dove l’infrastruttura della rete neuronale viene in parte continuamente rimodellata, in dipendenza delle interazioni del soggetto con l’ambiente esterno. Pare cioè che il corrispettivo fisico del processo di apprendimento consista, in larga parte nel ricablaggio della rete neuronale. Il cervello è quindi un organo statico solo a livello macroscopico. Le spine dendritiche, piccole protuberanze che affollano i dendriti – i filamenti attraverso i quali i neuroni ricevono gli stimoli dagli altri neuroni – sono estremamente mobili e possono stabilire nuovi contatti sinaptici con altri dendriti, oppure recedere da contatti preesistenti. Dinamiche che possono svolgersi in tempi di pochi minuti. Una grande attività quindi, che giustifica bene la fame smisurata del cervello il quale, pur pesando solo il 2% del corpo consuma il 20% dell’energia richiesta dal suo metabolismo. Un’enormità, unica fra i mammiferi, che caratterizza il brillante progetto della macchina umana: l’energia risparmiata con il bipedalismo e il ridimensionamento di altre caratteristiche è stata dirottata verso l’organo più strategico quanto vorace. Una soluzione che si è mostrata vincente – per ora…

Anche se i meccanismi della plasticità cerebrale sono ancora sconosciuti nei dettagli, le prove sperimentali sono ampie e sorprendenti: i topi che si divertono sono più intelligenti di quelli che fanno vita grama: grazie a giocattoli e diversivi vari posti nelle loro gabbie rispondono meglio ai test di intelligenza per topi, allo stesso tempo il loro ippocampo – una zona del cervello molto importante per i meccanismi della memoria – si arricchisce di nuovi neuroni; e non è una faccenda che riguarda solo i topi; ad esempio gli autisti di taxi londinesi, il cui lavoro richiede la memorizzazione di una quantità notevole di tragitti complessi e di località, hanno un ippocampo di dimensioni particolarmente ampie, più ampie che nella maggior parte delle persone; dal canto loro le persone che padroneggiano due lingue si ritrovano un’altra zona cerebrale ampliata, rispetto a quelle che parlano una sola lingua; e qualcosa di analogo succede per i musicisti; ma anche uno sforzo di apprendimento relativamente breve può portare ad alterazioni strutturali del cervello, come nel caso di un gruppo di persone che hanno imparato a giocolare con tre palline in tre mesi; un fenomeno analogo si verifica in periodi di studio molto intenso.

Esempi del genere stanno proliferando, al punto che oggi nessuno mette in discussione il nesso fra l’attività di una persona e la generazione di nuovi collegamenti (sinaptogenesi), neuroni (neurogenesi), vasi (angiogenesi), o altre strutture del suo cervello. Sono fenomeni molto complessi e largamente inesplorati, tuttavia alcuni aspetti iniziano a chiarirsi e in particolare il ruolo cruciale giocato da alcune sostanze nella stimolazione dei processi generativi. Si tratta dei famosi fattori di crescita – neurotrofine nel caso del cervello – dalle sigle misteriose: NGF (isolato da Rita Levi Montalcini negli anni cinquanta), BDNF, NT-3, NT-4; sono proteine che servono a regolare la differenziazione e la manutenzione delle cellule nervose. La produzione di queste sostanze dipende da molte cose e una di queste è l’attività fisica. Già dieci anni fa si leggevano articoli nei quali si dava per assodato che l’esercizio fisico incrementa i livelli dei fattori neurotrofici, stimola la neurogenesi, migliora la reazione alle lesioni cerebrali, migliora l’apprendimento e le performance mentale.

Provo a fare una ricerca con le parole chiave exercise brain plasticity: solo dal 1 gennaio 2012 a oggi sono già apparse 26 nuove pubblicazioni. Decido di leggere l’ultima, del 4 maggio: “Körperliche Aktivität und Hirnfunktion”. Tedesco, la solita fortuna… Scopro tuttavia che leggere un articolo scientifico è più facile che leggere un romanzo; come in inglese. È un articolo di ampio respiro, nel quale si fa il punto della situazione, quello che ci vuole. Estraggo qua e là.

L’apprendimento si sostanzia sempre in alterazioni misurabili della rete neuronale.

La formazione non deve mai smettere, altrimenti le potenzialità ancora inespresse del cervello vanno perse per sempre.

Chi fa sport, fa più per il proprio cervello di colui che siede tutto il giorno pensando intensamente, per non parlare di chi siede guardando la televisione.

Poiché nel corso dell’evoluzione le capacità cognitive si sono sviluppate imprescindibilmente dal movimento, è comprensibile come il movimento possa influenzare anche le funzioni cognitive più elevate.

Scorro la bibliografia e trovo articoli del 2012 che mettono in relazione il livello di performance scolastica con l’attività fisica. Ne scorro alcuni. La direzione è sempre quella.

Mi vengono in mente i compiti di Alice, la figlia adottiva di un mio amico, che nemmeno un anno fa non sapeva nemmeno una parola di italiano. I genitori me l’affidano per darle una mano in matematica, ma lei non ha problemi di matematica, ha qualche ovvio problema di lessico e soprattutto, ha problemi se deve dare significato alle cose che deve fare quando queste palesemente non lo hanno. Le chiedo la seconda volta che ci vediamo:

– Te l’hanno riguardati gli esercizi dell’altra volta?

– No.

– Forse non avete avuto il tempo…

– No, non ce li riguarda mai.

– Come sarebbe?

– Eh sai, la prof è vecchia…

Bel risultato, penso, la sconfitta è almeno triplice:

1) La ragazza non ha stima della propria insegnante. Devastazione delle relazioni umane.

2) Si limita ad eseguire i compiti badando che tornino, non importa come. Devastazione dell’apprendimento.

3) Passa ore seduta a fare i compiti, dopo le ore passate seduta a scuola, perché ci sono anche quelli delle altre materie. Vita inutilmente non igienica, spreco di risorse preziose.

Mi viene in mente “The Finnish Paradox: Less is More”, un capitolo di “Finnish Lessons: What Can the World Learn from Educational Change in Finland?” di Pasi Sahlberg, e Andy Hargreave.

Pare che sommando la differenza delle ore di lezione (studio formale), un quindicenne finlandese in media faccia due anni in meno di lezioni frontali rispetto al suo omologo italiano, pur trascurando il fatto che in Finlandia si va a scuola a 7 anni anziché a 5. Malgrado ciò nei test OECD gli studenti finlandesi primeggiano e i nostri galleggiano fra gli ultimi. Bisogna essere prudenti, perché i responsi dei test sono sempre parziali, ma qualcosa vorrà pur dire. Del resto, dell’enorme dissipazione di tempo scolastico sono sicuro, per averla sperimentata, in varie salse.

Stiamo usando male la meravigliosa macchina del nostro corpo, ivi incluso il cervello che ne fa parte. E abbiamo apparecchiato un mondo che induce le nuove generazioni ad usarlo ancora peggio, per vari motivi: istruzione fatta di quantità più che di qualità, abuso di media di ogni tipo, abuso di motorizzazione.

Un’enorme quantità di persone vive una vita non prevista nel progetto del nostro corpo, messo a punto nel corso di un paio di milioni di anni. Un progetto accuratamente tarato sulla necessità di sopravvivere in un ambiente altamente instabile e in una situazione di quasi perenne movimento. La vita scolastica, quasi tutta svolta stando seduti in condizioni di completa passività, con ritmi e doveri assolutamente prevedibili, sembra fatta apposta per ridurre il potenziale di apprendimento degli studenti e sembra fatta apposta per preparare i cittadini di un altro mondo, diverso da quello che troveranno.

Non tenere conto di questa realtà, che la scienza medesima ci mostra con sempre maggior chiarezza, rappresenta uno spreco di risorse enorme.

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Ho pubblicato questo post anche nel forum della Scuola Che Funziona.

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Bibliografia

Libri

I libri sono elencati nell’ordine in cui mi sono capitati in mano.

• John Medina
  Brain Rules
  Pear Press 2008 (Seattle)
• John Medina
  Traduzione in italiano di Brain Rules
  Il cervello
  Istruzioni per l’uso
  Bollati Boringhieri Editore 2010 (Torino)
• Roger Lewin
  Human Evolution
  An Illustraded Introduction
  Blackwell 2005 (Malden Massachusetts)
  Bellissimo compendio di paleoantropologia citato dallo stesso Medina. È andata a finire che l’ho letto tutto perché mi ha affascinato.
• Paolo Rumiz
  La leggenda dei monti naviganti
  Feltrinelli 2007 (Milano)
  Questo libro mi è capitato fra le mani mentre stavo pensando di inserire un riferimento alla vita del mio amico Vittorio. È prosa ma densa come poesia. Meraviglia e rabbia dice Rumiz. Proprio così.
• Il paradosso della saggezza
  Elkohon Goldberg
  Ponte alla Grazie 2005 (Milano)
  Non l’avevo ancora letto ma mi era stato raccontato. Ci ho ripescato i riferimenti alle ricerche sui taxisti londinesi e qualche altra cosa.
• Finnish Lessons: What Can the World Learn from Educational Change in Finland?
  Pasi Sahlberg, e Andy Hargreave
  Teachers College 2011 (Columbia University)
  L’esempio della Finlandia mi ossessiona e l’argomento secondo il quale quell’esempio non è esportabile nella nostra società non mi convince. Anzi, lo trovo irritante perché sembra che il buono non si possa mai importare mentre il peggio ce lo ritroviamo regolarmente tra i piedi, non si sa come. Questo è uno dei tanti libri che ho letto in rete finendo per comprarne una copia.

Articoli pubblicati su riviste scientifiche mediante processo di peer-reviewing

Gli articoli sono elencati secondo la data di pubblicazione.

• Gross CG
  Neurogenesis in the adult brain: death of a dogma
  Nat Rev Neurosci 2000 Oct;1(1):67-73. Review.
• Eleanor A. Maguire, David G. Gadian, Ingrid S. Johnsrude†, Catriona D. Good, John Ashburner†, Richard S. J. Frackowiak†, and Christopher D. Frith
  Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers
  PNAS April 11, 2000 vol. 97 no. 8 4398-4403
• Peter Schneider, Michael Scherg, H. Günter Dosch, Hans J. Specht, Alexander Gutschalk and André Rupp
  Morphology of Heschl’s gyrus reflects enhanced activation in the auditory cortex of musicians
  Nature Neuroscience 5, 688 – 694 (2002)
• Cotman CW, Berchtold NC
  Exercise: a behavioral intervention to enhance brain health and plasticity
  Trends Neurosci 2002 Jun;25(6):295-301.
• Trachtenberg JT, Chen BE, Knott GW, Feng G, Sanes JR, Welker E, Svoboda K
  Long-term in vivo imaging of experience-dependent synaptic plasticity in adult cortex
  Nature 2002 Dec 19-26;420(6917):788-94.
• Draganski B, Gaser C, Busch V, Schuierer G, Bogdahn U, May A
  Neuroplasticity: changes in grey matter induced by training.
  Nature 2004 Jan 22;427(6972):311-2.
• Draganski B, Gaser C, Kempermann G, Kuhn HG, Winkler J, Büchel C, May A
  Temporal and spatial dynamics of brain structure changes during extensive learning
  J Neurosci 2006 Jun 7;26(23):6314-7
• Holtmaat A, Svoboda K
  Experience-dependent structural synaptic plasticity in the mammalian brain
  Nat Rev Neurosci 2009 Sep;10(9):647-58
• May A
  Experience-dependent structural plasticity in the adult human brain
  Trends Cogn Sci 2011 Oct;15(10):475-82
• Schlegel AA, Rudelson JJ, Tse PU
  White Matter Structure Changes as Adults Learn a Second Language.
  J Cogn Neurosci 2012 May 9
• Aberg MA, Pedersen NL, Toren K et al
  Cardiovascular fitness is associated with cognition in young adulthood.
  (2009) Proc Natl Acad Sci U S A 106:20906–20911
• Singh A, Uijtdewilligen L, Twisk JW et al
  Physical activity and performance at school: a systematic review of the literature including a methodological quality
  Arch Pediatr Adolesc Med 2012 166:49-55
• Kempermann G
  Physical activity and brain function
  Internist (Berl) 2012 May 4