Nonostante abbiano lo stesso corredo genetico, i gemelli identici hanno le loro personalità distinte. Come emerga la loro individualità è rimasto un po’ un mistero. Ma ora, i ricercatori hanno scoperto che le esperienze di vita influenzano lo sviluppo del cervello – e questo potrebbe aiutarci a capire come si formano le personalità.
Chi siamo a livello comportamentale e fisico dipende da una serie di fattori. La genetica gioca un ruolo enorme, ma anche l’ambiente, che può influenzare il modo in cui i nostri geni sono espressi. Per esempio, i gemelli identici possono avere altezze o pesi diversi a causa di differenze alimentari, malattie gravi o anche connessioni placentari diverse quando sono ancora nel grembo materno.
“Negli studi sui gemelli è stato chiaro che anche se i gemelli sono identici (monozigoti), ci sono ancora alcune differenze tra loro che emergono nel tempo”, dice Gerd Kempermann, un genetista comportamentale presso la Dresden University of Technology e il Centro tedesco per le malattie neurodegenerative in Germania. “I gemelli identici sono spesso incredibilmente simili, ma le madri e i parenti stretti possono ancora distinguerli facilmente.”
Importante, i gemelli identici cresciuti nella stessa famiglia – lo stesso ambiente “esterno” – sviluppano ancora differenze di personalità nel tempo. I genetisti comportamentali hanno a lungo attribuito queste differenze alle influenze dell'”ambiente non condiviso”, anche se non c’è un vero consenso su cosa sia esattamente l’ambiente non condiviso, ha detto Kempermann a io9. Negli studi sui gemelli, dice, queste influenze ambientali non condivise si riducono essenzialmente alle esperienze individuali dei fratelli e alle loro interazioni personali con l’ambiente.
Kemperman e i suoi colleghi hanno studiato topi geneticamente identici e hanno scoperto che le loro esperienze hanno influenzato la crescita di nuovi neuroni nell’ippocampo – una parte del cervello associata all’apprendimento e alla memoria. Credono che questi cambiamenti neurologici promuovano le differenze individuali nel comportamento e nella personalità.
Naturalmente, lo sviluppo delle differenze di personalità dovrebbe essere riflesso nel cervello. Nell’ippocampo, nuovi neuroni vengono costantemente generati in un processo chiamato neurogenesi. Sapendo questo, Kempermann e i suoi colleghi si sono chiesti: Come le esperienze di vita guidano l’individuazione nel cervello? In particolare, se topi geneticamente identici vivessero nello stesso ambiente, quanta individualità svilupperebbero ciascuno, e le loro diverse “personalità” si rifletterebbero nella loro neurogenesi ippocampale?
Per scoprirlo, Kempermann e i suoi colleghi hanno ospitato 40 topi geneticamente identici inbred in un’arena complessa. La gabbia aveva diversi livelli, ognuno dei quali era pieno di giocattoli, tubi e altri oggetti per arricchire l’ambiente. Il team ha dotato ogni topo adulto di un transponder di identificazione a radiofrequenza (RFID) e ha sparso 20 antenne radio in tutta la grande arena.
Schema della casa a più livelli dei topi. Per gentile concessione di Science/AAAS.
Questa configurazione ha permesso ai ricercatori di tracciare quanta parte dell’ambiente ogni roditore ha coperto e quantificare il loro comportamento esplorativo durante i 3 mesi di esperimento. I ricercatori hanno anche iniettato i topi con un composto che segna le cellule in fase di divisione, permettendo loro di monitorare la proliferazione di nuovi neuroni ippocampali.
Il team ha scoperto che i topi, sebbene geneticamente identici, hanno mostrato comportamenti esplorativi altamente individualizzati. Hanno vissuto nella stessa arena, ma hanno reagito a questo ambiente in modo diverso, dice Kempermann, aggiungendo che le differenze comportamentali sono cresciute solo nel tempo. Così alcuni topi sono diventati esploratori, che vagavano di più nell’ambiente con il passare dei mesi, mentre altri topi preferivano attenersi realmente alle aree che conoscevano.
E queste differenze comportamentali si sono mostrate nella neurogenesi ippocampale dei topi – i topi che hanno esplorato il loro ambiente più pienamente è cresciuto più nuovi neuroni rispetto ai loro fratelli meno avventurosi. Inoltre, i topi in questa grande arena hanno mostrato più neurogenesi in media rispetto ai topi di controllo alloggiati in gabbie più piccole e meno stimolanti.
Per riassumere: Le esperienze dei topi, o le interazioni con il loro ambiente, hanno influenzato i loro modelli comportamentali a lungo termine e la crescita di nuovi neuroni, promuovendo lo sviluppo di personalità distinte nonostante la loro composizione geneticamente identica.
E dato che anche le persone subiscono la neurogenesi ippocampale, Kempermann pensa che il team abbia individuato le basi neurologiche dell’individualità umana. “È un pensiero confortante che non sono solo i nostri geni e non è solo l’ambiente esterno, ma anche le nostre esperienze che contano per la nostra individualità”, dice.
Kempermann sottolinea anche che gli scienziati ora hanno un nuovo modello per studiare come le diverse esperienze contribuiscono a formare diverse personalità. “Si apre un nuovo tipo di approccio a un vecchio problema”, dice. Per esempio, il team si è concentrato solo sulle interazioni dei topi con il loro ambiente fisico, ma che ruolo hanno le interazioni sociali nella neurogenesi dell’ippocampo e negli sviluppi comportamentali?
Per ora, i ricercatori sono interessati ad avere un quadro più chiaro dei loro risultati. Una cosa che vorrebbero capire è come i comportamenti dei topi iniziano a svilupparsi. Nel loro studio, hanno visto che i topi inizialmente avventurosi esploravano di più l’ambiente nel corso del tempo, fino a quando questo tratto esplorativo è diventato stabile – ma cosa ha reso quei topi disposti a esaminare i loro dintorni in primo luogo?
“Poi, naturalmente, siamo interessati ai meccanismi”, dice Kempermann. “Come l’attività di esplorazione cambia effettivamente il cervello? Vogliamo affrontare la causalità di tutto questo.”
Il lavoro è stato dettagliato oggi nella rivista Science.
Immagine in alto via Shawn Welling/Wikimedia Commons.