I tre scienziati che hanno “illuminato” il cervello hanno vinto il Nobel per la Medicina

Sappiamo ancora troppo poco del cervello. Ma se finalmente iniziamo ad esplorarne come non mai il suo “infinitamente piccolo” popolato da neuroni, cellule o sinapsi, è perché tre uomini sono riusciti a portare luce in quei tunnel bui e complessi. A illuminarne e a renderne sensibili i segnali nervosi, aprendo la strada alla comprensione di come si formino, organizzino, deteriorino e invecchino emozioni e ricordi. E con essi, molte malattie neurodegenerative. I tre scienziati sono i tedeschi Peter Hegemann e Georg Nagel, e l’americano Karl Delsseroth: gli va dato il merito - ha stabilito il Karolinska Institutet di Stoccolma, che ha assegnato loro il Premio Nobel per le Medicina - di aver gettato le basi per l’optogenetica, la disciplina che combina genetica e ottica per studiare, appunto, il comportamento delle cellule, e controllare i segnali nervosi con la luce. Le loro scoperte e i loro esperimenti hanno reso possibile analizzare quest’organo con un grandissimo dettaglio, fino a poter accendere o spegnere l'attività di singole cellule nervose in un cervello vivente.

Hegemann e Nagel, in particolare (i cui studi sono stati finanziati anche dall’Ue), hanno aperto la strada a queste ricerche con la scoperta, in un’alga, della proteina chiamata canalerodopsina che, se viene introdotta nelle cellule, le rende sensibili alla luce. In seguito, l'americano Deisseroth ha trasferito il gene di questa proteina nelle cellule nervose di ratti e, illuminandole con luce blu, è riuscito a far partire un segnale nervoso. In altri esperimenti questo speciale interruttore della luce ha permesso di controllare le cellule nervose nel cervello di topi vivi.

Come il cervello possa controllare emozioni, comportamenti e funzioni corporee è sempre stato un mistero per la scienza. «L’optogenetica ci ha dato l'opportunità di mappare il cervello in un modo che prima potevamo solo sognare», afferma Per Svenningsson, presidente del Comitato Nobel per la Fisiologia o la Medicina. Viene premiata una tecnica rivoluzionaria, che apre «enormi prospettive ma che nello stesso tempo pone problemi etici»: lo rileva Cristian Ripoli, ordinario di Fisiologia all’Università Cattolica di Roma. «L’optogenetica è considerata una rivoluzione e da 10 anni è possibile utilizzare questa tecnica. Adesso diventa più facile capire il nesso tra area e funzione». Si aprono così «enormi prospettive: identificando il ruolo delle cellule si possono bypassare anomalie funzionali e attivare aree anche in processi neurodegenerativi», osserva Ripoli. Il primo passo, prosegue, è stato «scoprire le proteine utilizzate dalle alghe per cercare la luce»; poi capire «che cosa succede se prendiamo in prestito queste proteine dalle alghe e le facciamo esprimere nei neuroni». Si è visto così che le cellule nervose hanno cominciato a rispondere alla luce a diverse lunghezze d'onda. Diventa possibile, per esempio «far esprimere le proteine a livello della retina per attivare le cellule» e intervenire su problemi della vista. Inoltre questo filone di ricerca «sta aprendo potenzialità traslazionali enormi». Ma, nello stesso tempo, «la possibilità di controllare i comportamenti pone problemi etici».

Nagel, 73 anni, è nato a Weingarten, si è laureato all'Università di Costanza e nel 1988 ha conseguito il dottorato di biofisica all’Istituto Max Planck di Francoforte. Ha lavorato negli Stati Uniti, fra Yale e la Rockefeller University. Ha diretto un gruppo di ricerca in chimica biofisica all’Istituto Planck e, dal 2004, è professore all'Università di Würzburg (dal 2019 nel dipartimento di Neurofisiologia). La telefonata che gli ha annunciato il Nobel è arrivata mentre si trovava in Italia a trascorrere una vacanza.

Nato a Münster nel 1954, Hegemann è cresciuto ad Aquisgrana, ha studiato chimica all'Università di Münster, e biochimica alla Libera Università di Monaco. Dopo la laurea, ha conseguito il dottorato di biochimica all’Istituto Planck e poi ha trascorso un periodo negli Usa; dal 2004 è professore di Biochimica sperimentale all'Università Humboldt di Berlino. Deisseroth, 55 anni, si è laureato in Biochimica ad Harvard nel 1992, ha conseguito il dottorato in Neuroscienze a Stanford, dove, dal 2004, dirige il suo laboratorio.