Che cos’è l’epigenetica? Cosa c’entra con l’apprendimento?

By 7 maggio 2015 Smart-Edu No Comments

Dopo la partecipazione al Congresso Nazionale CNIS (Coordinamento Nazionale per gli Insegnanti Specializzati) del 27 e 28 marzo scorsi, ho rielaborato gli interventi che sono stati proposti. Tra questi, uno dei più emozionanti e coinvolgenti è stato il contributo del dottor Ernesto Burgio sull’ epigenetica.
Ma che cos’è l’ epigenetica? Sul piano biochimico possiamo definirla una branca della biologia che studia le modifiche chimiche a carico del DNA o delle regioni che lo circondano, che non coinvolgono cambiamenti nella sequenza dei nucleotidi (cit. enciclopedia Treccani); essa studia le interazioni tra i geni e i loro prodotti, che portano il fenotipo a manifestarsi, senza che vi sia un cambiamento nella sequenza del codice genetico.
L’epigenetica è un nuovo modo di considerare la genetica, o meglio, il genoma, cioè l’insieme di tutto il DNA e dei geni che lo costituiscono (il patrimonio genetico di una specie).
Per chi non ha particolari conoscenze in ambito medico, o di biologia, non è semplice capire fino in fondo il significato di questa definizione. Non è facile nemmeno cercare di spiegarla con un linguaggio “accessibile”. Trovo, però, illuminante questa espressione: “ impronte ambientali sul DNA”.
Questa scienza, infatti, studia il modo in cui l’ ambiente interferisce sul genoma, dirigendone l’espressione e la manifestazione fenotipica; partendo da uno stesso genotipo (corredo genetico), cioè, si possono realizzare differenti fenotipi (la manifestazione visibile del corredo genetico, tutte le caratteristiche osservabili di un organismo vivente).
Siamo di fronte a una nuova concezione: se fino a qualche tempo fa era opinione diffusa che il genotipo fosse una sorta di “ programma stabile” in grado di determinare il nostro fenotipo, ora invece, con l’ epigenetica, il genoma è inteso come una potenzialità: è l’attivazione o repressione di specifici geni, indotta dall’ambiente nel corso dell’ ontogenesi embrio-fetale, a determinare i processi di differenziazione cellulare e quindi, in ultima analisi e per tutta la vita la programmazione di tessuti e organi che compongono il fenotipo.
Studi più recenti dimostrano, inoltre, che la metilazione del DNA, il meccanismo biochimico che determina l’espressione/programmazione del genoma, contribuendo ai processi che permettono all’organismo di rispondere agli stress ambientali, cambia continuamente, anche nei neuroni maturi. In tal modo l’ambiente e l’esperienza acquisita inducono nel genoma delle marcature relativamente stabili: una sorta di memoria molecolare, che rappresenta il principale substrato biologico della nostra memoria (individualità) neuropsichica.
Quello che cambia non è tanto, dunque, il genoma, bensì appunto l’epigenoma e, di conseguenza, il connettoma, cioè la totalità delle connessioni che costituiscono le reti neuronali, cioè i circuiti cerebrali che sono altamente plastici (in specie nella prima fase della vita) e si modificano in base alle stimolazioni ambientali (informazioni!) che ricevono.
Il “ cervello plastico”, potremmo dire, risponde attivamente alle informazioni provenienti dall’ambiente: in quest’ottica si possono studiare le marcature epigenetiche (in certa misura prevedibili e reversibili) del genoma.
Il nostro genoma può essere considerato un ecosistema molecolare incredibilmente dinamico e complesso, nel quale ogni gene è interconnesso ad altre decine di geni e lavora in modo diverso a seconda delle informazioni che gli arrivano. Se prima era opinione condivisa che fosse il DNA a “comandare” e che il flusso dell’informazione genetica fosse lineare e, per così dire, centrifugo e unidirezionale dal DNA, all’RNA, alle proteine e quindi al fenotipo (dogma della biologia molecolare), ora il flusso dell’informazione dovrebbe essere considerato centripeto (dall’ambiente verso il DNA) e circolare. In pratica il DNA ha sempre bisogno di informazioni che gli dicano in quale punto aprirsi per essere trascritto (espresso) secondo le esigenze della cellula e dell’intero organismo.
Grande attenzione deve essere prestata all’ ultimo periodo di gestazione e alla prima fase di vita dei bambini (i primi 2 anni), poiché è in questo periodo che la plasticità di sviluppo è massima e l’individuo programma “epigeneticamente” i propri tessuti ed organi, e, in particolare, il proprio connettoma.
Tra il 7 e 9° mese dell’ontogenesi embrio-fetale si formano, infatti, le sinapsi tra i neuroni: i “punti di raccordo” tra le cellule nervose, le connessioni dendritiche. Si passa, così, dalle 2.000 sinapsi per neurone alla nascita, alle 15.000 a due anni di vita. È evidente quanto sia importante che i neuroni siano “ correttamente informati” su come sviluppare tali connessioni ed è fondamentale che agenti esterni non li “disturbino”. Da tali interferenze, infatti, potrebbe essere originato l’aumento dei disturbi del neurosviluppo in età evolutiva.
Nel DNA sono stati riconosciuti, in particolare, alcuni marker genetici di danno che possono promuovere lo sviluppo tanto di disturbi del neurosviluppo (in particolare dello spettro autistico), che di malattie neuropsichiatriche (schizofrenia, depressione major) e neurodegenerative (malattia di Alzheimer) e l’interazione con l’ambiente può aprire la strada al manifestarsi anche di altre patologie.
Potremmo paragonare il cervello a un hardware, geneticamente controllato, e il connettoma al software che continuamente muta ed evolve grazie alla continua interazione con l’ambiente (informazione).
Perché, dunque, è così importante l’epigenetica collegata alla didattica? Perché nei processi di apprendimento e memoria sono implicati cambiamenti epigenetici cruciali. Un cervello correttamente stimolato sviluppa una rete di connessioni dendritiche ricca e, soprattutto, armonica ( sinaptogenesi ).
Potremmo dunque affermare che il nostro modo di relazionarci con i bambini interviene direttamente sul loro connettoma; che il nostro comportamento e le nostre reazioni agli eventi e alle situazioni si ripercuotono direttamente su di loro; che la qualità dell’ambiente e il suo arricchimento possono favorire il proliferare delle connessioni dendritiche; che se scuola e famiglia collaborano possono crearsi le condizioni di apprendimento maggiormente funzionali per il corretto ed equilibrato sviluppo dei nostri bambini.

Un grazie al dott. Ernesto Burgio per il suo prezioso contributo alla redazione dell’articolo

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