“Cool” brains

Un cervello che brucia molta più energia di quello di un qualsiasi mammifero o primate, ma allo stesso tempo un metabolismo totale del corpo conforme con quello di ratti ed elefanti, tenuto conto delle debite proporzioni. I conti devono per forza tornare, ma per adesso non si sa bene come procedere al calcolo. A parte le problematiche di gestione energetica, ci sono poi anche quelle di mantenimento. Si perché, al contrario di altri mammiferi come ungulati o carnivori, i primati (Homo sapiens incluso) non hanno sistemi di “raffreddamento” specifico per questa macchina in continua combustione. Nei fossili l’unica traccia di un possibile “radiatore vascolare” sono i vasi meningei, che guarda caso nella loro componente arteriosa sono particolarmente sviluppati nella nostra specie. Le analisi angiotomografiche e le conoscenze neurochirurgiche parlano però chiaro in questo senso: nell’uomo adulto la possente rete arteriosa meningea … è spenta. Non ci passa sangue, perlomeno non troppo, o non spesso. Forse un ruolo strutturale e di protezione biomeccanica, o forse un residuo di una fisiologia ontogeneticamente precedente. Ma in un uomo adulto difficile che scaldi o che raffreddi. Si possono poi anche utilizzare modelli numerici per vedere la dispersione termica di un calco endocranico in funzione della sua forma geometrica, nell’uomo moderno e negli ominidi estinti. Anche qui non ci sono evidenze su possibili relazioni con i vasi arteriosi meningei, che presentano le loro maggiori ramificazioni in una zona di modesta entità termica, almeno considerando la sua cruda posizione spaziale. Insomma, Homo sapiens presenta una incredibile vascolarizzazione meningea delle aree parietali, ma non ci sono evidenze su una possibile dinamica termoregolatoria in questo senso. Scambio di ossigeno col cervello sottostante non ce ne dovrebbe essere, essendo i vasi fortemente vincolati e limitati alle meningi (e quasi o del tutto isolati anche dai sistemi vascolari profondi della corteccia). Rimane il dubbio del perchè l’evoluzione abbia richiesto a gran voce lo sviluppo di questi elementi vascolari sulla corteccia cerebrale, che almeno nell’attualità sono solo noti per dare problemi di inutile impaccio nelle gestioni neurochirurgiche, e vengono comunemente eliminati senza conseguenze riconosciute appena arrivano a portata di bisturi.

 

E Bruner

 

Bruner E, Mantini S, Musso F, De La Cuétara JM, Ripani M, Sherkat S. 2011. The evolution of the meningeal vascular system in the human genus: From brain shape to thermoregulation. Am J Hum Biol. DOI: 10.1002/ajhb.21123

 

American Journal of Human Biology

Special Issue: Human Biology and the Brain

January/February 2011
Volume 23, Issue 1

~ di Emiliano Bruner su dicembre 10, 2010.

7 Risposte to ““Cool” brains”

  1. Un cervello per correre?

  2. In che senso? Intendi adattamenti fisiologici a situazioni da “stress”? Nell’articolo si parla anche di questa ipotesi. Forse il “radiatore” è vuoto solo in situazioni normali, e si accende solo se ce ne è bisogno … è una ipotesi che ha senso e che è verificabile. Resta però il dato clinico, che per quanto incompleto è abbastanza lineare: se si toglie il tutto chirurgicamente non succede nulla di grave. Certo magari poi dopo decenni si scopre che i pazienti a cui hanno tolto le arterie meningee vanno in ipertermia alla prima corsa … Evidentemente bisogna riportare il tutto a livello popolazionistico (statistica) e evoluzionistico (fitness), ovvero in un contesto ecologico originario e sui tempi propri della selezione naturale …

  3. A me ha sempre affascinato l’idea che il nostro cervellone si sia evoluto per essere piu’ efficiente in situazioni di stress termico. Per esempio correre qua e la’ nella savana alla ricerca di carogne, tuberi, etc. Scrambling competition: piu’ veloce sei piu’ hai successo. Niente di meglio che farlo a mezzogiorno, quando i predatori sono sotto gli alberi ad ansimare. Homo erectus?
    Mi e’ stato contestato che per esempio gli gnu o le gazzelle non hanno un grande cervello nonostante siano nella savana. Be’ intanto mangiano erba quindi non hanno necessita’ di andare a cercare risorse qua e la’. Eppoi mica si sono evolute da uno “scimpanze'” che partiva gia’ con un cervellone cosi’!!
    Ma nessuno ha controllato se nei maratoneti questo radiatore funziona?

  4. Ipotesi strutturali e funzionali su possibili adattamenti alla corsa sono state presentate sotto diversi aspetti, inclusi quelli della craniologia funzionale:

    Nature. 2004 Nov 18;432(7015):345-52.
    Endurance running and the evolution of Homo.
    Bramble DM, Lieberman DE.

    Però come spesso succede si parla molto di alcuni caratteri nei fossili ma poi mancano molte informazioni su quelle stesse strutture proprio nell’uomo moderno! Variabilità, morfogenesi, e fisiologia di molti caratteri discussi in paleontologia non sono note per la nostra stessa specie! Ovvero, si fa salotto di qualcosa conosciuto solo per una manciata di ossa rotte e defunte, ma poi non si fa ricerca su quel carattere utilizzando i cinque e passa miliardi di persone che sono ad oggi vive e vegete, disponibili a far campione statistico …

    L’arteria meningea è uno di questi casi. Nei progetti che portiamo avanti su questo argomento stiamo cercando di includere anche analisi istologiche e fisiologiche, proprio per valutare la sua funzionalità in un contesto non solo anatomico di base.
    Ma per adesso le informazioni sono davvero scarse, perchè come dico sempre persi nel fascino del micro e del macro abbiamo accantonato totalmente da decenni la ricerca dei livelli “meso”!!!

  5. In bocca al lupo allora, e tienici aggiornati🙂

  6. A distanza di un anno e mezzo, ecco l’aggiornamento:

    Bruner E., De la Cuétara M., Musso F. 2012. Quantifying patterns of endocranial heat distribution: brain geometry and thermoregulation. Am. J. Hum. Biol. DOI 10.1002/ajhb.22312.

    http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ajhb.22312/abstract

    All’articolo di presentazione dell’idea, nel 2011, aggiungiamo adesso questa seconda pubblicazione sulla stessa rivista. Qui presentiamo tutto il contesto metodologico, aggiungendo alla parte descrittiva (le mappe termiche del 2011) anche la componente quantitativa e comparativa.

  7. ahaha Fantastico Emi! Ora me lo leggo per bene. A proposito, probabilmente a maggio mi dottoro e devo iniziare a pensare a cosa fare dopo… Francamente la CSG mi sembra un vicolo cieco. Sto cercando consigli qua e là😉

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