Eccles, John Carew

Sir J. C. Eccles (1903-1997), fisiologo australiano, vinse il premio Nobel per la fisiologia e la medicina nel 1963 grazie ai suoi studi sui processi fisico-chimici della trasmissione nervosa. Dopo essersi laureato in medicina a Melbourne si trasferì a Oxford per lavorare con Ch. Sherrington, e iniziò a studiare l'attività riflessa del midollo spinale. Durante il periodo oxoniense, dal 1925 al 1937, ebbe modo di utilizzare le più nuove e sofisticate tecniche di indagine dell'elettrofisiologia, dagli amplificatori all'oscilloscopio a raggio catodico, e le sue ricerche sperimentali si focalizzarono essenzialmente sulla trasmissione sinaptica. In proposito in quegli anni c'era una vivace controversia fra i sostenitori della natura chimica - in primo luogo O. Loewi e H. Dale - e quanti invece ne sostenevano la natura elettrica; Eccles era fra questi ultimi e condivideva una concezione della trasmissione sinaptica centrale basata sul modello della propagazione elettrica dell'impulso lungo le fibre nervose. Con Sherrington e altri nel 1930 pubblicò Reflex Activity of the Spinal Cord, e nello stesso anno a Sherrington fu assegnato il premio Nobel per le sue scoperte riguardanti le funzioni del neurone. Nel 1937 Eccles lasciò l'Inghilterra per tornare in Australia, dove dal '37 al '43 diresse il Kanematsu Memorial Institute of Pathology dell'Ospedale di Sidney e si dedicò allo studio elettrofisiologico delle giunzioni neuromuscolari con la preziosa collaborazione di B. Katz. Proprio nell'ambito di queste ricerche si giunse alla conclusione della controversia sulla natura della trasmissione sinaptica, con la decisiva affermazione della teoria chimica, tramite l'utilizzazione dei primi microelettrodi ad amplificazione catodica, che consentirono la prima registrazione intracellulare dalle giunzioni neuromuscolari per opera di C. Fatt e B. Katz.

Nel 1944 Eccles divenne professore di Fisiologia presso l'Università di Otago, in Nuova Zelanda, dove rimase fino al '51 proseguendo le proprie ricerche sulle sinapsi; nel 1951 riuscì, con la collaborazione di L. Brock e J. Coombs, a inserire un microelettrodo di vetro in una cellula del sistema nervoso centrale e a registrare le risposte elettriche prodotte da sinapsi eccitatone e sinapsi inibitorie. Questo risultato fu oggetto di una storica pubblicazione del 1953, The Neurophysiological Basis of Mind, nella quale si ipotizzava che le sinapsi eccitatone e inibitorie potessero essere la base fisiologica dei processi legati ai cambiamenti strutturali associati all'apprendimento. Nominato professore di Fisiologia presso l'Australian National University di Camberra nel '52, vi rimase fino al '66 (un periodo particolarmente importante per il suo lavoro), in primo luogo indagando ancora sulle proprietà biofisiche della trasmissione nervosa e sviluppando l'ipotesi di un meccanismo ionico nell'attività della membrana cellulare. Pubblicò in proposito due opere (1957; 1964), nelle quali espose la teoria dei potenziali postsinaptici eccitatori e inibitori: l'eccitamento di una cellula nervosa induce la sinapsi eccitatoria a rilasciare una sostanza, probabilmente l'acetilcolina, che attiva dei canali nella membrana di una cellula limitrofa. Questi canali consentono il passaggio di ioni di sodio nella cellula e ne invertono la polarità della carica elettrica. Questa onda di carica elettrica, che costituisce l'impulso nervoso, viaggia da una cellula all'altra; quando però l'eccitamento di una cellula nervosa induce un tipo diverso di sinapsi a rilasciare una sostanza che promuove il passaggio di ioni di potassio attraverso la membrana, la loro carica elettrica positiva rinforza la polarità esistente e di fatto inibisce la trasmissione dell'impulso nervoso.

In secondo luogo, in quel periodo, a partire dal '61, Eccles si dedicò allo sviluppo di una concezione più articolata del funzionamento del sistema nervoso centrale in termini di circuiti funzionali e aggregazioni di cellule nervose. Basilare in quest'ottica è il concetto di «pattern strutturale», il cui funzionamento è considerato caratteristica essenziale dei nuclei della colonna dorsale, dell'ippocampo, del talamo e del cervelletto, nei quali Eccles rilevò l'organizzazione somato-topica delle fibre afferenti. Queste ricerche furono proseguite da Eccles e dai suoi collaboratori anche dopo il trasferimento negli Stati Uniti - dal '66 presso l'Istituto di Ricerca Biomedica di Chicago e poi, dal '68, presso la State University of New York - e sono alla base di due famosissime pubblicazioni (1967; 1969).

Il lavoro sul sistema nervoso centrale alimentò l'interesse di Eccles per le funzioni cognitive e per le valenze filosofiche e psicologiche della ricerca neurofisiologica, un interesse che già il periodo trascorso con Sherrington aveva fortemente incentivato e aperto alle implicazioni metafisiche e teologiche dello studio della mente umana, e che l'incontro col filosofo K. Popper, negli anni '40 in Nuova Zelanda, aveva contribuito a radicare e ampliare in direzione della filosofia della scienza e specificamente della riflessione epistemologica sui meccanismi di corroborazione o falsificazione delle ipotesi scientifiche. Eccles si dedicò dunque allo sviluppo di una teoria filosofica della persona umana che in qualche modo integrasse le acquisizioni delle neuroscienze; nel '75 si ritirò dalla ricerca e si trasferì in Svizzera con l'intenzione di impegnarsi appieno sul mind/body problem. Nel 1970 espose una prima sintesi delle sue riflessioni «neurofilosofiche» ed epistemologiche, ma le opere più importanti sotto questo profilo sono La conoscenza del cervello (1973), La psiche umana (1980), Evoluzione del cervello e creazione dell'Io (1989) e il suo ultimo libro Come l'Io controlla il suo cervello (1994). Oltre a queste opere, solo le più note fra le oltre 500 pubblicazioni di Eccles, va ricordato L'Io e il suo Cervello, che pubblicò con Popper nel 1977.

Le idee dualistiche di Eccles sull'interazione tra mente e corpo, e più propriamente sul controllo del corpo da parte della mente, furono oggetto di profondo interesse e di ampio dibattito tanto in ambito neuroscientifico quanto in ambito più propriamente filosofico, essendo il suo approccio al problema cervello/mente di stampo dichiaratamente cartesiano, nonché fortemente influenzato da presupposti di carattere religioso (nel 1979 affermò di considerare il Big Bang una testimonianza dell'intervento di un creatore soprannaturale). Eccles riteneva che il luogo dell'unione fra mente autocosciente e corpo, l'analogo della cartesiana ghiandola pineale, fosse l'emisfero sinistro, e specificamente le aree in esso preposte alla gestione del linguaggio e le aree prefrontali, tramite le quali la mente eserciterebbe il suo ruolo di controllo sugli eventi neurali. Sull'attribuzione esclusiva delle funzioni mentali all'emisfero sinistro egli però cambiò idea dopo i famosi esperimenti di R. Sperry su soggetti dal cervello diviso (split-brain), che mostrarono l'esistenza di competenze diverse nei due emisferi del cervello, e giunse a riconoscere che pur restando la mente sempre direttamente collegata all'emisfero sinistro, «dominante», può tuttavia essere connessa, marginalmente, anche al destro, l'emisfero «minore» e non verbale. La mente umana sarebbe il prodotto di un «mutamento trascendente» intervenuto nel contesto di uno sviluppo cerebrale governato dalla selezione naturale; la selezione tuttavia non è sufficiente a spiegare «il mistero» della mente autocosciente, che è strettamente legata all'interazione tra evoluzione biologica ed evoluzione culturale. Riferendosi infatti all'epistemologia popperiana dei tre mondi (Mondo 1: costituito da tutte le entità fisiche, organiche e inorganiche; Mondo 2: gli stati mentali, inclusa la coscienza di sé; Mondo 3: il linguaggio e la cultura), Eccles sosteneva che proprio la continua interazione tra Mondo 2 e Mondo 3 avrebbe creato la mente autocosciente, prerogativa esclusiva dell'essere umano. Questo però in un contesto teorico che nel tempo andò connotandosi sempre più in chiave teologica: nell'89 Eccles affermò infatti che poiché la soluzione materialistica fallisce nel dare una spiegazione della nostra unicità, siamo costretti ad attribuire l'unicità dell'Io o dell'Anima a una creazione spirituale sovrannaturale. Ogni anima è una nuova creazione divina assegnata al feto durante il suo sviluppo, in qualche momento compreso tra la fecondazione e la nascita. E la certezza di un nucleo interiore di un'unica individualità che necessita della creazione divina. Nel suo ultimo libro (1994) Eccles articolò ulteriormente questa ipotesi, affermando che la mente autocosciente interagisce col cervello agendo su aggregazioni di dendriti di cellule piramidali che formano delle «microunità» corticali, i cosiddetti «dendroni», e collegando a ciascuno specifico dendrone una altrettanto specifica unità di attività mentale detta «psicone». L'interazione avverrebbe fra dendroni e psiconi ed è considerata coerente con le leggi della fisica quantistica.

Le ipotesi di Eccles hanno integrato dunque gli aspetti più diversi della sua vasta cultura scientifica, filosofica e tecnica, spaziando dalle sinapsi al linguaggio umano agli effetti di lesioni cerebrali sulle funzioni cognitive. Naturalmente molte di queste idee sono state criticate, anche aspramente, dalla comunità neuroscientifica, che tendenzialmente si è mostrata propensa a vedere nella conscious mind che secondo Eccles produrrebbe la percezione, un'entità nervosa; esse hanno avuto il merito, tuttavia, di insistere ancora una volta, e dall'interno delle più sofisticate neuroscienze sperimentali, sul problema mente/corpo e sull'evidente influenza degli stati mentali su quelli fisici.

CARMELA MORABITO