Il corpo: Fatto in maniera meravigliosa per godere la vita!

GLI scienziati riconoscono che il corpo umano è fatto in maniera meravigliosa, un vero capolavoro di progettazione e ingegneria. Quando tutte le parti del corpo funzionano bene, possiamo fare e godere cose che sono assolutamente stupefacenti.

Guardiamoci per esempio le mani. La loro squisita fattura permette di compiere tante cose mentre lavoriamo o giochiamo. In questo preciso istante le vostre mani reggono la rivista che state leggendo? In tal caso le braccia sono piegate formando l’angolo corretto per tenere la rivista alla distanza giusta dagli occhi. Le dita esercitano la pressione necessaria per impedire che essa vi sfugga dalle mani. E tali dita sono controllate dal cervello per fare esattamente ciò che volete voi quando girate pagina. Che svantaggio sarebbe non avere le mani!

Anche gli occhi fanno la loro parte nel leggere queste pagine. Una sbalorditiva rete nervosa e altre parti del corpo hanno un loro ruolo nel far giungere le immagini delle parole e delle figure dalla pagina all’occhio e poi al cervello. Gli impulsi elettrici prodotti dall’occhio vengono trasmessi al cervello, dove vengono trasformati in impressioni visive corrispondenti alle immagini della pagina. Com’è importante la vista, e come sarebbe tragico perderla!

Il cervello umano pesa poco più di 1.350 grammi ed è abbastanza piccolo da stare in una mano. Ma è una meraviglia, una delle più complesse creazioni dell’universo. Ci permette di pensare, vedere, provare sensazioni, parlare, coordinare i movimenti. Grazie a questo cervello dalla struttura complessa possiamo ammirare bei tramonti, gustare cibi squisiti, sentire sul viso la brezza estiva, ammirare il magnifico spettacolo di monti maestosi, gioire del riso di un bambino, del profumo di un fiore, della carezza di qualcuno che amiamo: e gran parte di questo avviene senza alcuno sforzo cosciente da parte nostra. Se non avessimo questo stupendo cervello non potremmo godere assolutamente nulla.

Come sono appropriate le parole del salmista: “Sono fatto in maniera tremendamente meravigliosa”! — Salmo 139:14.

Eppure, nonostante l’uomo sia così magnificamente dotato, viene il momento in cui il corpo smette di funzionare. Ci ammaliamo e invecchiamo, e poi moriamo. Nel mondo intorno a noi ci sono talmente tante cose brutte che anche quando siamo in buona salute il nostro godimento della vita diminuisce. Queste spiacevoli condizioni esisteranno sempre? Oppure il nostro corpo è stato progettato per durare in eterno — senza le devastazioni provocate da malattie, vecchiaia e morte — e per godere a tempo indefinito la vita sulla terra in misura molto più piena di quanto sia possibile ora?

Svegliatevi! prenderà in esame questi soggetti in tre numeri che usciranno nei prossimi mesi. Nella prima parte considereremo solo alcune delle sorprendenti parti del corpo umano: la mano, l’occhio e il cervello.

La mano: ‘L’organo più efficiente ed elegante’

ERA un caso urgente. All’ingresso dell’ospedale c’era una ragazzina con l’arteria principale della gamba destra troncata in seguito a un incidente con la moto. A portata di mano non c’era nessuno strumento chirurgico per fermare il sangue che usciva a fiotti dalla ferita. Cosa poteva fare il medico?

“Usai la mano come pinza”, rammenta il prof. Napier nel suo libro Hands, “stringendo l’arteria come meglio potevo fra il pollice e l’indice. Infine presi un pezzetto di spago — non c’era altro — lo girai attorno all’arteria e lo annodai. Il sangue smise di sgorgare. . . . Solo con le mani si sarebbe potuto risolvere quel caso urgente in modo così efficiente e rapido. Pochi pazienti . . . si renderanno mai conto di come, durante un’operazione, un dito messo nel punto giusto ha salvato loro la vita”.

Cose di questo genere sarebbero impossibili se non fosse per l’articolazione a sella del pollice. (Vedi figura). Il modo in cui è fatta permette quasi tutti i movimenti consentiti dall’articolazione emisferica della spalla, ma, a differenza di quest’ultima, l’articolazione a sella non ha bisogno del sostegno di una circostante massa di muscoli. Il pollice, perciò, può eseguire movimenti delicati insieme alla punta delle dita.

Cercate di sollevare un piccolo oggetto o anche di girare le pagine di questa rivista senza usare il pollice. Un medico sudafricano ha detto: “Ho steccato parecchi pollici fratturati, e di solito quando i pazienti tornano mi dicono che non si erano accorti di quanto avevano bisogno del pollice”.

La mano umana con il pollice opponibile è uno strumento sorprendentemente versatile. Senza le mani come fareste a scrivere una lettera, fare una fotografia, battere un chiodo, usare il telefono o infilare un ago? Grazie alle mani, i pianisti suonano pezzi stupendi, i pittori dipingono bei quadri e i chirurghi eseguono operazioni delicate. “Le scimmie, che hanno i pollici corti e le dita lunghe, sono in svantaggio in confronto alla delicata destrezza delle mani”, afferma la New Encyclopædia Britannica.

C’è un’altra importante differenza tra la mano di un uomo e quella di una scimmia. Circa un quarto dell’area motrice della corteccia cerebrale dell’uomo è deputata ai muscoli delle mani. L’area motrice della corteccia umana, spiega il prof. Guyton in un manuale di fisiologia medica (Textbook of Medical Physiology), “è molto diversa da quella degli animali inferiori” e offre “un’eccezionale capacità di usare la mano, le dita e il pollice per eseguire lavori manuali di estrema abilità”.

Inoltre, i neurochirurghi hanno scoperto un’altra regione del cervello umano che chiamano “area delle abilità manuali”. Per essere abili le mani hanno bisogno di recettori sensoriali. Queste minuscole terminazioni nervose abbondano nella mano umana, specie nel pollice. Un medico intervistato da Svegliatevi! ha detto: “Quando si perde anche solo un po’ di sensibilità nella punta del pollice, è difficile collocare piccoli oggetti come le viti”. Le braccia hanno altri tipi di recettori sensoriali che permettono di portare le mani al punto giusto anche nella completa oscurità. Così di notte, mentre siete a letto, potete grattarvi il naso senza darvi un pugno in faccia.

Anche un gesto così semplice come prendere un bicchier d’acqua è una cosa che suscita meraviglia. Se la stretta è troppo debole potete far cadere il bicchiere. Se la stretta è troppo forte, potreste romperlo, tagliandovi le dita. Come fate a tenerlo stretto con la giusta pressione? La mano è dotata di pressorecettori che inviano messaggi al cervello, il quale a sua volta manda appropriate istruzioni ai muscoli del braccio steso e della mano.

Subito, senza che dobbiate guardare, il bicchiere viene appoggiato delicatamente alle labbra. Forse intanto state guardando la televisione o conversando con gli amici. “Il fatto che il bicchiere sia portato alle labbra senza mandarlo in frantumi contro il viso”, afferma il dott. Miller nel suo libro The Body in Question, “sottolinea le capacità dell’arto disteso di valutare con esattezza il peso. E il fatto che il bicchiere resti vicino alla bocca mentre diminuisce di peso via via che è svuotato mostra con quanta precisione le informazioni vengono aggiornate”.

Non è strano che la mano umana abbia suscitato meraviglia in persone riflessive! “Se non ci fossero altre prove”, scrisse il famoso scienziato sir Isaac Newton, “il solo pollice mi convincerebbe dell’esistenza di Dio”. “Siamo in grado di mandare uomini sulla luna”, dice il prof. Napier, “ma nonostante tutti i nostri prodigi meccanici ed elettronici, non possiamo produrre un indice artificiale che sia in grado di avere sensibilità tattile oltre che di fare cenni”. La mano dell’uomo, dice la New Encyclopædia Britannica, è probabilmente “l’organo biologico più efficiente ed elegante”, che “distingue [l’uomo] da tutti gli altri primati viventi”.

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L’articolazione a sella del pollice è eccezionale se paragonata alle corrispondenti articolazioni delle dita

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La mano umana col pollice opponibile è uno strumento sorprendentemente versatile

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I recettori sensoriali della mano e del braccio consentono al cervello di coordinare azioni complesse

L’occhio: “L’invidia dell’esperto di computer”

LA RETINA è una piccola membrana che ricopre la parte posteriore dell’occhio. Sottile come carta, contiene oltre cento milioni di neuroni disposti su diversi strati. “La retina”, dice il libro The Living Body, “è uno dei tessuti più sorprendenti del corpo umano”. È “l’invidia dell’esperto di computer, eseguendo approssimativamente 10 miliardi di calcoli al secondo”, afferma Sandra Sinclair nel libro How Animals See.

Come una macchina fotografica focalizza l’immagine sulla pellicola, così l’occhio focalizza sulla retina l’immagine di quello che vediamo. Tuttavia, come spiega il dott. Miller, una pellicola fotografica “non è neppure da paragonare con la versatile sensibilità della retina”. Con la stessa “pellicola” possiamo vedere al chiaro di luna o alla luce del sole che è 30.000 volte più intensa. La retina, inoltre, può discernere piccoli particolari di un oggetto anche se parte d’esso è in piena luce e il resto all’ombra. “La macchina fotografica”, spiega il prof. Guyton in un manuale di fisiologia medica (Textbook of Medical Physiology), “non può farlo perché i valori di esposizione necessari per impressionare correttamente la pellicola sono molto limitati”. Per questo i fotografi hanno bisogno del flash.

La “versatile sensibilità della retina” è dovuta, in parte, a 125 milioni di bastoncelli. Essi sono sensibili a piccole quantità di luce, per cui rendono possibile la visione notturna. Ci sono poi circa 5 milioni e mezzo di coni, che sono sensibili alla luce più forte e rendono possibile una particolareggiata visione a colori. Alcuni coni sono più sensibili alla luce rossa, altri a quella verde e altri a quella blu. Reagendo insieme vi permettono di vedere tutti i colori di questa rivista. Quando tutt’e tre i tipi di coni sono stimolati nella stessa maniera, il colore che vedete è il bianco immacolato.

La visione cromatica è limitata nella maggioranza degli animali e molti non vedono affatto i colori. “La visione cromatica accresce immensamente le gioie della vita”, dice il chirurgo Rendle Short, aggiungendo: “Di tutti gli organi del corpo non assolutamente essenziali per la vita, l’occhio può essere considerato il più meraviglioso”.

“Miracoloso lavoro di équipe”

Le immagini colpiscono la retina capovolte, proprio come avviene nella pellicola di una macchina fotografica. “Perché il mondo non ci appare a rovescio?”, chiede il dott. Short. “Perché”, spiega, “il cervello ha sviluppato la capacità di invertire le impressioni”.

Sono stati costruiti occhiali speciali per capovolgere le immagini. Negli esperimenti scientifici, chi portava questi occhiali vedeva tutto capovolto. Poi, dopo qualche giorno, accadeva qualcosa di sorprendente. Cominciava a vedere normalmente! “Il miracoloso lavoro di équipe dell’occhio e del cervello si vede in vari modi”, commenta The Body Book.

Mentre l’occhio si muove su questa riga, i coni distinguono l’inchiostro nero dalla carta bianca. La retina, però, non riconosce i caratteri di un alfabeto inventato dall’uomo. Impariamo a dare un significato a una serie di caratteri in un’altra parte del cervello. Occorre un trasferimento di informazioni.

Attraverso un milione di fibre nervose la retina invia un messaggio in codice a una regione del cervello situata vicino alla parte posteriore della testa. “Le proiezioni dalla retina alla corteccia cerebrale”, spiega il libro The Brain, “sono altamente organizzate e ordinate. . . . Se si illumina ogni diversa parte della retina con una piccola luce, reagirà la corrispondente area visiva [del cervello]”.

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A differenza di una macchina fotografica, l’occhio non ha bisogno del flash perché la retina ha un’ampia escursione di sensibilità alla luce

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La retina ha milioni di neuroni, detti coni, che sono sensibili al verde, al rosso e al blu

Il cervello: “Più di un computer”

UN ALTRO organo eccezionale è il cervello umano. Insieme al resto del sistema nervoso, viene spesso paragonato ai computer costruiti dall’uomo. Naturalmente tali computer funzionano secondo istruzioni graduali prestabilite da programmatori umani. Eppure molti credono che non ci sia un’intelligenza responsabile del “cablaggio” e della “programmazione” del cervello umano.

Pur essendo molto veloci, i computer possono elaborare una singola unità di informazione per volta mentre il sistema nervoso umano elabora milioni di informazioni simultaneamente. Per esempio, durante una passeggiata primaverile si può ammirare il bel paesaggio, ascoltare il canto degli uccelli e sentire il profumo dei fiori. Tutte queste gradevoli sensazioni vengono trasmesse simultaneamente al cervello. Allo stesso tempo, dai recettori sensoriali degli arti partono fiumi di informazioni che comunicano al cervello la posizione, momento per momento, di ciascuna gamba e lo stato di ciascun muscolo. Gli occhi notano se ci sono ostacoli sul cammino. In base a tutte queste informazioni, il cervello fa in modo che ciascun passo sia fatto nel modo dovuto.

Intanto le regioni più basse del cervello regolano il battito cardiaco, la respirazione e altre funzioni vitali. Ma il cervello fa molto di più. Mentre camminate potete cantare, parlare, confrontare le scene attuali con scene del passato o fare progetti per il futuro.

“Il cervello”, dice in conclusione The Body Book, “è molto più di un computer. Nessun computer può stabilire che è annoiato o che spreca il suo talento e che dovrebbe ricominciare tutto da capo. Il computer non può modificare drasticamente il suo programma; prima di andare in una nuova direzione, è necessario che una persona dotata di cervello lo riprogrammi. . . . Un computer non può rilassarsi né sognare a occhi aperti né ridere. Non può ricevere un’ispirazione né diventare creativo. Non può avere consapevolezza o scorgere un significato. Non può innamorarsi”.

Il cervello più meraviglioso che ci sia

Gli elefanti e alcune grosse creature marine hanno un cervello più grande di quello dell’uomo ma, in proporzione alla grandezza del corpo, il cervello umano è il più grande. “Il corpo del gorilla”, spiega Richard Thompson nel suo libro The Brain, “è più grande di quello dell’uomo eppure il suo cervello è solo un quarto del cervello umano”.

Il numero delle diverse vie di comunicazione fra i neuroni (cellule nervose) del cervello umano è astronomico. Questo perché i neuroni hanno tante interconnessioni; un neurone può collegarsi a oltre centomila altri. “Il numero di connessioni possibili all’interno del nostro cervello attuale è pressoché infinito”, dice Anthony Smith nel libro The Mind. È superiore “al numero totale di particelle atomiche che formano l’universo conosciuto”, dice il neuroscienziato Thompson.

Ma c’è qualcosa di ancor più sorprendente. È il modo in cui questa vasta rete di neuroni è stata collegata a permettere agli uomini di pensare, parlare, ascoltare, leggere e scrivere. E queste cose si possono fare in due o più lingue. “Il linguaggio è la differenza più importante fra gli uomini e gli animali”, afferma Karl Sabbagh nel libro The Living Body. Il modo di comunicare degli animali è semplice al confronto. La differenza, ammette l’evoluzionista Sabbagh, “non è solo un insignificante miglioramento rispetto alla capacità di altri animali di emettere rumori: è quella fondamentale facoltà che rende umani gli uomini, e si rispecchia nelle notevoli differenze esistenti nella struttura cerebrale”.

La meravigliosa struttura del cervello umano ha spinto molti a fare un miglior uso delle sue possibilità divenendo esperti in qualche mestiere, imparando a suonare uno strumento musicale o a parlare un’altra lingua, oppure coltivando qualsiasi talento possa accrescere la gioia di vivere. “Quando si impara una nuova arte”, scrivono i dottori R. e B. Bruun nel libro The Human Body, “si addestrano i neuroni a collegarsi in un nuovo modo. . . . Più si usa il cervello, più diventa efficiente”.

Chi l’ha fatto?

È possibile che qualcosa di così altamente organizzato e ordinato come la mano, l’occhio e il cervello sia venuto all’esistenza per caso? Se viene attribuito all’uomo il merito di avere inventato utensili, computer e pellicole fotografiche, si deve senz’altro rendere onore a qualcuno per avere fatto la mano, l’occhio e il cervello, ben più versatili. “O Geova”, disse il salmista biblico, “ti loderò perché sono fatto in maniera tremendamente meravigliosa. Meravigliose sono le tue opere, come la mia anima sa molto bene”. — Salmo 139:1, 14.

Il corpo umano svolge molte delle sue meravigliose funzioni senza alcuno sforzo cosciente da parte nostra. In futuri numeri di questa rivista prenderemo in esame alcuni di questi sorprendenti meccanismi, e vedremo inoltre se invecchiamento, malattie e morte possono essere debellati così che sia possibile godere la vita in eterno!

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Quei meravigliosi neuroni

IL NEURONE è una cellula nervosa con tutti i suoi processi. Il sistema nervoso è formato di molti tipi di neuroni, per un totale di circa 500 miliardi. Alcuni sono recettori sensoriali che inviano informazioni al cervello da diverse parti del corpo. I neuroni della regione superiore del cervello funzionano come un videoregistratore. Possono registrare permanentemente informazioni provenienti dagli occhi e dagli orecchi. Anni dopo potete “rivedere” queste immagini e “riascoltare” questi suoni insieme a pensieri e ad altre sensazioni che nessuna macchina costruita dall’uomo può registrare.

La memoria umana è ancora un mistero. Ha qualche cosa a che fare con il modo in cui i neuroni prendono contatto fra loro. “La cellula cerebrale media”, spiega Karl Sabbagh nel libro The Living Body, “stabilisce contatti con circa 60.000 altre; in effetti alcune cellule stabiliscono contatti con un massimo di un quarto di milione di altre. . . . Il cervello umano, nelle vie che collegano le cellule nervose, potrebbe contenere almeno mille volte più informazioni di quelle contenute nella più grande enciclopedia, formata, diciamo, da 20 o 30 grandi volumi”.

Ma come fa un neurone a trasmettere informazioni a un altro? Le creature con un sistema nervoso semplice hanno molte cellule nervose unite insieme. In tal caso un impulso elettrico attraversa il collegamento tra un neurone e quello successivo. Il punto di contatto è detto sinapsi elettrica. Avviene in modo rapido e semplice.

Per quanto sembri strano, la maggioranza dei neuroni del corpo umano trasmette messaggi attraverso una sinapsi chimica. Questo metodo più lento e più complesso si può illustrare con l’esempio di un treno che arriva a un fiume e che dev’essere traghettato perché non c’è alcun ponte. Quando un impulso elettrico arriva a una sinapsi chimica deve fermarsi perché i due neuroni sono separati da uno spazio. Il segnale viene “traghettato” per mezzo di sostanze chimiche. Perché questo complicato metodo elettrochimico di trasmissione degli impulsi nervosi?

Secondo gli scienziati, la sinapsi chimica offre molti vantaggi. Garantisce che i messaggi vadano in una sola direzione. È detto inoltre che è flessibile in quanto la sua funzione o struttura può facilmente cambiare. I segnali possono essere modificati. Alcune sinapsi chimiche, attraverso l’uso, diventano più forti mentre altre scompaiono perché inutilizzate. “L’apprendimento e la memoria non potrebbero svilupparsi con un sistema nervoso che avesse solo sinapsi elettriche”, afferma Richard Thompson nel libro The Brain.

Nel libro The Mind lo scrittore di soggetti scientifici Smith spiega: “I neuroni non si limitano solo a generare impulsi nervosi o a non generarli . . . essi devono essere in grado di trasmettere informazioni molto più sofisticate che un sì o un no. Non sono semplici martelli che battono una serie di chiodi, con maggiore o minore frequenza. Essi sono, per completare l’analogia, la cassetta degli arnesi di un falegname, contenente cacciaviti, pinze, tenaglie, mazzuoli e anche martelli. . . . Ogni impulso nervoso si trasforma lungo il percorso e unicamente nelle sinapsi”.

La sinapsi chimica presenta un ulteriore vantaggio. Occupa meno spazio della sinapsi elettrica, il che spiega perché il cervello umano ha tante sinapsi. Il periodico Science dà la cifra di 100.000.000.000.000: l’equivalente del numero di stelle contenute in centinaia di galassie come la Via Lattea. “Siamo quello che siamo”, aggiunge il neuroscienziato Thompson, “perché il nostro cervello è sostanzialmente una macchina chimica anziché una macchina elettrica”.

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Perché il cervello ha bisogno di tanto sangue

PRIMA di tuffarvi in una piscina forse immergete le dita dei piedi nell’acqua. Se è fredda, piccoli termorecettori situati nella pelle rispondono immediatamente. In meno di un secondo, il cervello registra la temperatura. I recettori dolorifici possono trasmettere informazioni anche più in fretta. Alcuni impulsi nervosi raggiungono velocità di 360 chilometri orari: una velocità sufficiente per attraversare un campo di calcio nel senso della lunghezza in un secondo.

Come fa comunque il cervello a calcolare l’intensità di una sensazione? Un modo è attraverso la frequenza con cui un neurone produce impulsi; alcuni producono mille o più impulsi al secondo. La febbrile attività che si svolge fra i neuroni nel cervello sarebbe impossibile se non fosse per il lavoro di pompe e centrali.

Ogni volta che un neurone produce un impulso, si riversano nella cellula atomi con una carica elettrica. Se questi ioni sodio, come vengono chiamati, si accumulano, il neurone perderà gradualmente la capacità di produrre impulsi. Come si risolve il problema? “Ogni neurone”, spiega lo scrittore di soggetti scientifici Anthony Smith nel libro The Mind, “contiene circa un milione di pompe — si tratta in ciascun caso di un leggero rigonfiamento sulla membrana cellulare — e ogni pompa può scambiare circa 200 ioni sodio con 130 ioni potassio ogni secondo”. Anche quando i neuroni sono a riposo, le pompe continuano a lavorare. Perché? Per neutralizzare l’effetto degli ioni sodio che filtrano dentro la cellula e degli ioni potassio che ne escono.

L’attività di queste pompe richiede un flusso costante di energia. Essa proviene da piccoli mitocondri, o “centrali”, sparsi all’interno di ciascuna cellula. Per produrre energia ogni centrale ha bisogno di ossigeno e glucosio forniti dal sangue. Non c’è da meravigliarsi se il cervello ha bisogno di tanto sangue. “Sebbene costituisca solo il 2 per cento circa del peso corporeo totale”, spiega Richard Thompson nel libro The Brain, il cervello “riceve il 16 per cento della provvista di sangue . . . Il tessuto cerebrale riceve 10 volte più sangue del tessuto muscolare”.

La prossima volta che controllate la temperatura dell’acqua, siate grati dei trilioni di pompe e centrali del cervello. E ricordate che tutta questa attività è possibile grazie all’ossigeno e al glucosio trasportati dal sangue.

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Il cervello umano elabora milioni di informazioni simultaneamente. Mentre vi muovete, i recettori sensoriali degli arti comunicano al cervello la posizione, momento per momento, di ciascun braccio e lo stato di ciascun muscolo

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Il cervello è molto più complesso e versatile di un computer