Il cervello si muove con le contrazioni addominali

 

 

LORENZO L. BORGIA

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XXIII – 02 maggio 2026.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

Il cervello si muove all’interno del cranio, ma l’origine e il significato fisiologico di questo movimento non sono noti. Non ci riferiamo alle piccole scosse che percorrono l’encefalo come onde di propagazione della pulsazione cardiaca o ai minimi spostamenti impressi dalla meccanica dell’escursione respiratoria, ma agli impercettibili movimenti generati negli animali e nell’uomo dalla locomozione. Questi moti minimi nell’animale sveglio sono stati scarsamente indagati.

C. Spencer Garborg e colleghi coordinati da Patrick J. Drew hanno condotto uno studio sull’encefalo murino mediante microscopia bifotonica diretta in più piani dello spazio, in animali svegli, per indagare l’origine della forza meccanica che imprime movimenti al cervello, in rapporto con l’esecuzione di atti locomotori.

Gli esiti dello studio sono di sicuro interesse e stimolano la prosecuzione delle indagini.

(Garborg C. S. et al., Brain motion is driven by mechanical coupling with the abdomen.

 Nature Neuroscience – Epub ahead of print doi: 10.1038/s41593-026-02279-z, 2026).

La provenienza degli autori è la seguente: Penn State Neuroscience Institute - University Park, The Pennsylvania State University, University Park, PA (USA); Center for Neural Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, PA (USA); Department of Biomedical Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, PA (USA); Department of Engineering Science and Mechanics, The Pennsylvania State University, University Park, PA (USA); Auckland Bioengineering Institute, The University of Auckland, Auckland (Nuova Zelanda); Department of Physiology, Michigan State University, East Lansing, MI (USA); Department of Mechanical Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, PA (USA); Center for Quantitative Imaging, The Pennsylvania State University, University Park, PA (USA); Department of Biology, Department of Mathematics, The Pennsylvania State University, University Park, PA (USA); Department of Neurosurgery, The Pennsylvania State University, University Park, PA (USA).

I movimenti del cervello, noti negli animali anestetizzati e negli esseri umani in posizione supina, sono fenomeni meccanici passivi strettamente dipendenti dalle pulsazioni prodotte dalla sistole cardiaca e dalle onde generate dalla meccanica respiratoria. Una questione diversa è rappresentata da movimenti del cervello registrati nell’animale sveglio e attivo, e associati alla locomozione e, verosimilmente, ad altri movimenti corporei.

Le osservazioni condotte su cervello di topi in attività mediante microscopia bifotonica hanno consentito di rilevare e registrare movimenti nell’ordine di pochi micron, primariamente all’interno dei piani dell’imaging, secondo le direzioni “mediale-laterale” e “caudale-rostrale”.

L’oggettività di questi rilievi è indiscutibile, pertanto si è cercato di formulare ipotesi da sottoporre a vaglio sperimentale circa l’origine fisiologica del fenomeno. Il problema è che una forza deve essere esercitata in modo efficace sull’encefalo perché si produca il movimento, ma l’isolamento del sistema nervoso centrale mediante la teca cranica e la colonna vertebrale, e la sua “sospensione-ammortizzazione” ottenuta soprattutto grazie al fluido cerebro-spinale circolante nelle cavità intranevrassiali e subaracnoidee, rendono difficile la propagazione meccanica.

Tuttavia, nonostante questa separazione, durante la locomozione nei topi la pressione intracranica cresce, da un livello di base pari a circa 5 mm di Hg, a più di 20 mm di Hg, indicando l’effetto meccanico di una forza esercitata sull’encefalo in associazione con i movimenti necessari a percorrere l’ambiente.

L’aumento della pressione intracranica durante la locomozione non è dovuto a fattori emodinamici, che sono stati esclusi mediante verifica sperimentale, e si ritiene improbabile che lo si possa considerare un epifenomeno, in quanto il movimento cerebrale associato alla locomozione eccita neuroni sensitivi presenti nella dura meninge: questo rilievo sensitivo del movimento è stato considerato la prova di un monitoraggio attivo degli spostamenti dell’encefalo che, quindi, potrebbero avere un preciso ruolo fisiologico. L’ipotesi che appare più convincente agli autori dello studio è che il ruolo del movimento dell’encefalo consista nel facilitare la circolazione del fluido interstiziale (ISF) e del fluido cerebrospinale (CSF). Infatti, poiché il cervello manca di vasi linfatici interni per la rimozione degli scarti, necessariamente deve essere aiutato da forze meccaniche, quali la pulsazione arteriosa, la vasodilatazione e la vasocostrizione che favoriscano circolazione e drenaggio verso il sistema glinfatico[1], lungo lo spazio periarterioso all’interno del parenchima.

Numerosi studi – alcuni dei quali sono stati da noi recensiti in queste “Note e Notizie” – hanno valutato la fisiologia del CSF durante il sonno, caratterizzando dei pattern specifici. Con ogni probabilità, le forze che determinano i movimenti cerebrali guidano movimenti del CSF secondo pattern molto diversi da quelli che si producono durante il sonno.

Patrick J. Drew, C. Spencer Garborg e colleghi hanno visualizzato il movimento della corteccia cerebrale dorsale in topi svegli col capo fissato, mediante microscopia bifotonica multiplanare ad alta velocità. I movimenti rilevati e documentati dai ricercatori erano diretti primariamente in direzione rostrale e laterale e sono risultati strettamente correlati con la locomozione, ma non con la respirazione o con il ciclo cardiaco.

Specificamente, il movimento del cervello era guidato dalle contrazioni dei muscoli addominali che attivavano una connessione vascolare simil-idraulica tra il sistema nervoso e la cavità addominale. Il fenomeno poteva essere indotto in modo simile mediante una pressione esercitata sull’addome.

Modelli di simulazione, sperimentati da Spencer Garborg e colleghi, suggeriscono che i movimenti possono spingere il fluido interstiziale (ISF) attraverso il cervello e fuori delle strutture encefaliche nello spazio subaracnoideo, nella direzione opposta del flusso del fluido descritta durante il sonno.

Questi risultati suggeriscono che il cervello sia legato meccanicamente al compartimento addominale, e che il flusso del fluido nel cervello possa essere accoppiato ai movimenti corporei.

 

L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

 

Lorenzo L. Borgia

BM&L-02 maggio 2026

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

________________________________________________________________________________

 

La Società Nazionale di Neuroscienze BM&L-Italia, affiliata alla International Society of Neuroscience, è registrata presso l’Agenzia delle Entrate di Firenze, Ufficio Firenze 1, in data 16 gennaio 2003 con codice fiscale 94098840484, come organizzazione scientifica e culturale non-profit.

 

 

 

 



[1] Note e Notizie 25-04-26 Meccanismi della disfunzione glinfatica nella malattia di Alzheimer.