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I motoneuroni, cioè le cellule nervose che fanno contrarre i muscoli, sembrano avere un ruolo molto più ampio di quello che viene raccontato da decenni nei manuali di biologia. Uno studio condotto sul moscerino della frutta indica che questi neuroni non si limitano a consegnare ai muscoli gli ordini che arrivano dal cervello, ma inviano anche segnali all’indietro, verso il cervello stesso, e partecipano all’organizzazione delle sequenze di movimento. Detto in altri termini, non sarebbero soltanto l’ultimo anello della catena, bensì una parte attiva del meccanismo che decide come un gesto viene costruito.
La visione classica è semplice e, proprio per questo, comodissima da insegnare. Il cervello elabora, decide, manda il comando lungo il midollo o lungo i circuiti nervosi equivalenti negli insetti, e alla fine il motoneurone traduce quel comando in contrazione muscolare. Una specie di cavo elettrico con una spina in fondo. Il lavoro sul moscerino della frutta scompagina un po’ questo schema, perché mostra che l’informazione viaggia anche nella direzione opposta.
Il moscerino della frutta come banco di prova
La scelta della Drosophila non è casuale. Il moscerino della frutta è da sempre uno degli animali preferiti dai neuroscienziati perché il suo sistema nervoso è abbastanza compatto da poter essere studiato nel dettaglio, ma abbastanza complesso da produrre comportamenti articolati, fatti di gesti che si susseguono in un ordine preciso. Camminare, pulirsi, muovere le zampe in successione: sono tutte azioni composte da più passaggi, e capire chi tiene il tempo di quei passaggi è una delle domande aperte più interessanti nello studio del movimento.
Quello che emerge è che i neuroni motori non aspettano passivamente istruzioni. Restituiscono informazioni ai circuiti superiori, contribuendo a chiudere il cerchio tra l’ordine partito dal cervello e ciò che i muscoli stanno effettivamente facendo. È una forma di dialogo, non un monologo. E se il dialogo esiste, allora il confine tra chi pianifica e chi esegue diventa molto più sfumato di quanto si pensasse.
Perché conta il segnale che torna indietro
Il punto più interessante riguarda proprio le sequenze. Un movimento complesso non è mai un singolo scatto, ma una serie di azioni incastrate una dopo l’altra, con tempi precisi. Se i motoneuroni partecipano a organizzare quest’ordine, significa che parte del lavoro di coordinazione avviene già alla periferia del sistema nervoso, e non solo nei centri di comando. Una specie di intelligenza distribuita lungo tutta la catena.
Il feedback verso il cervello, poi, ha un valore pratico enorme. Serve a correggere, ad aggiustare la forza di una contrazione, a capire se il gesto sta andando come previsto oppure no. Un sistema che riceve continuamente notizie da chi sta eseguendo può reagire in tempo reale, senza dover ricalcolare tutto da capo. È un principio che vale per gli insetti e che, con ogni probabilità, ha corrispettivi anche in organismi molto più grandi.
Ripensare il ruolo dei circuiti neuronali che governano i muscoli significa anche ripensare il modo in cui vengono costruiti i modelli del movimento animale, quelli usati per interpretare i disturbi motori o per progettare sistemi artificiali che imitano il comportamento biologico. Se l’ultimo anello della catena è anche un pezzo del cervello che pianifica, gli schemi disegnati finora vanno rivisti almeno in parte.
Restano sul tavolo parecchie domande su quanto di questo meccanismo sia condiviso da specie diverse. Per ora il dato concreto arriva dal moscerino della frutta, dove i neuroni che muovono i muscoli si sono rivelati anche una voce che parla al cervello e che aiuta a mettere in fila i gesti.
