In uno dei laboratori dell'Università di Stanford è avvenuta una scoperta che riscrive due secoli di ipotesi biologiche. I ricercatori hanno analizzato le primissime fasi dello sviluppo degli embrioni di topo e hanno scoperto qualcosa di sorprendente: due programmi genetici completamente diversi governano la nascita delle porzioni anteriore e posteriore del cervello. Un percorso attiva il gene Otx2 e conduce alla formazione del prosencefalo e del mesencefalo. L'altro coinvolge Gbx2 e determina lo sviluppo del rombencefalo. Particolarmente importante: queste linee si sviluppano in parallelo e praticamente non si intersecano, come due treni avviati su binari diversi.
Già allo stadio di gastrulazione — una delle primissime tappe dello sviluppo embrionale — le cellule si dividono quanto a destino. I loro programmi molecolari differiscono così precocemente che ciò ricorda biglietti per vagoni diversi, rilasciati ai passeggeri ancora prima della partenza. Le analisi molecolari della cromatina (il materiale che impacchetta il DNA) hanno mostrato che l'ectoderma neurale anteriore e quello posteriore hanno configurazioni fondamentalmente diverse già in queste fasi precoci — come se progetti architettonici diversi fossero codificati nelle basi stesse dello sviluppo.
Per decenni ha prevalso un modello completamente diverso: gli scienziati credevano che l'intero cervello si formasse da un unico gruppo di cellule progenitrici, e che le differenze tra le sue parti emergessero più tardi, man mano che procedeva la differenziazione. Il nuovo lavoro, pubblicato il 18 settembre 2026 sulla rivista Nature Neuroscience, rivede seriamente questa visione del mondo.
Lo studio è stato guidato da Kyle Loh, professore associato del Dipartimento di biologia dello sviluppo dell'Università di Stanford, in collaborazione con le dottorande Caroline Dundes e Rajan Johai. Hanno scoperto che le parti anteriori del cervello e il rombencefalo seguono traiettorie embrionali diverse fin dalle primissime fasi, e che questi percorsi non si incontrano mai più.
Il prosencefalo è ciò che ci rende umani. È responsabile della percezione e dell'orientamento nello spazio, della memoria, del linguaggio, della pianificazione e di tutto il pensiero complesso, compreso il meta-pensiero e l'autoconsapevolezza. Il rombencefalo è un nucleo antico, ereditato dagli antenati. Partecipa al mantenimento delle funzioni vitali: respirazione, battito cardiaco, deglutizione, movimento, coordinazione. È ciò che il cervello fa automaticamente, senza il coinvolgimento della coscienza.
Perciò il cervello smette di apparire come una struttura unitaria che prima nasce interamente e poi si divide in parti specializzate. Al contrario, si presenta come un organo composito complesso — qualcosa di simile a due antichi sistemi nervosi che l'evoluzione un tempo ha incollato in un unico meccanismo, impacchettandoli in un solo cranio.
È proprio qui che la scoperta diventa di importanza critica per gli studi sulla coscienza — una questione che ha tormentato filosofi e neuroscienziati per migliaia di anni.
Prendiamo la teoria dell'informazione integrata di Giulio Tononi. Essa presuppone che la coscienza emerga da un alto grado di integrazione di elementi causalmente connessi del sistema. Ma se diverse parti del cervello hanno un'origine embrionale così diversa, separate e sigillate a livello molecolare, sorge un'ulteriore domanda: l'integrazione è una proprietà originaria del sistema nervoso o emerge gradualmente man mano che sistemi neuronali diversi imparano a interagire e ad ascoltarsi a vicenda?
Un paradosso simile si presenta anche nell'ambito della teoria dello spazio di lavoro neuronale globale, sviluppata da Bernard Baars e Stanislas Dehaene. Questi scienziati presuppongono che la coscienza emerga quando l'informazione acquisisce un accesso globale, quando viene trasmessa in tutto il cervello come un annuncio nella piazza principale. Ma se il prosencefalo e il rombencefalo si sviluppano indipendentemente, è possibile che i complessi meccanismi di diffusione globale dell'informazione siano sorti non all'interno di un sistema inizialmente omogeneo, ma come modalità di coordinamento di moduli neuronali già esistenti e profondamente diversi?
È importante sottolineare: lo studio in sé non ha verificato queste teorie della coscienza. Ma queste conclusioni rendono le teorie particolarmente interessanti da ripensare, soprattutto per coloro che cercano nuove risposte a vecchie domande.
La metodologia del lavoro è stata accurata e multilivello. I ricercatori hanno monitorato l'espressione genica e le linee cellulari in embrioni di topo vivi, hanno analizzato gli stati della cromatina e poi sono passati alle cellule staminali pluripotenti umane — cellule che possono trasformarsi in qualsiasi tipo di tessuto.
Ma il risultato più impressionante è venuto dalla parte pratica dello studio.
I ricercatori sono riusciti a fare ciò che gli scienziati non erano riusciti a fare per decenni: hanno guidato con successo le cellule staminali pluripotenti umane verso motoneuroni funzionali del rombencefalo. E non erano semplicemente cellule simili ai neuroni per caratteristiche molecolari. Generavano potenziali d'azione — quei medesimi impulsi elettrici che corrono lungo i nervi facendo funzionare i muscoli. Si comportavano come cellule nervose vive e funzionali.
Gli autori, tuttavia, restano scienziati e mantengono la prudenza. Escludere completamente l'esistenza di un precursore comune molto breve in stadi ancora più precoci dello sviluppo non è ancora possibile. Quindi parlare di assoluta indipendenza delle due linee sarebbe prematuro. La scienza richiede modestia di fronte all'ignoto.
La portata evolutiva della scoperta si è rivelata straordinariamente ampia.
Percorsi di sviluppo paralleli simili i ricercatori li hanno scoperti non solo nei mammiferi, ma anche nelle galline, nei pesci danio (i pesciolini striati, prediletti dai genetisti) e persino nel Saccoglossus kowalevskii — un piccolo verme a ghianda del gruppo degli emicordati, che è presto diventato il protagonista principale della storia dell'evoluzione dei vertebrati.
L'uomo e questi animali hanno condiviso un antenato comune più di 550 milioni di anni fa — nel periodo Cambriano, quando la vita sulla Terra era giovane e selvaggia. Questo permette di supporre che tale separazione del sistema nervoso sia sorta molto tempo fa — ancora prima della comparsa dei vertebrati nella forma moderna, e sia stata poi ereditata e conservata da tutti i loro discendenti.
Il valore pratico del lavoro è difficile da sopravvalutare, soprattutto per la medicina.
Per lungo tempo i ricercatori si sono trovati di fronte a un enigma: perché dai precursori del prosencefalo è impossibile ottenere neuroni completi del rombencefalo? Alcuni tentativi sembravano una perdita di tempo. Ora tutto è andato al suo posto: forse il problema non stava nel metodo, ma nel materiale di partenza. È come se si cercasse di trasformare un quartiere residenziale in un complesso industriale, quando l'architettura stessa dell'edificio era già stata determinata al momento delle fondamenta — nessun metodo e nessun denaro potranno mai rifare ciò che è geneticamente impresso.
Il nuovo approccio può aiutare a creare modelli di laboratorio più precisi di malattie devastanti. La sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e l'atrofia muscolare spinale (SMA) — ecco due nemici da cui sono colpiti i motoneuroni, causando paralisi e disturbi respiratori. Ora gli scienziati hanno la possibilità di ricreare queste malattie in una capsula di Petri, comprenderne i meccanismi e trovare farmaci.
Eppure la questione più intrigante resta al di fuori della stessa embriologia.
Se il prosencefalo e il rombencefalo si sviluppano davvero come due antiche vie biologiche che poi si uniscono in un unico sistema nervoso, allora la natura della coscienza comincia a apparire in modo radicalmente diverso.
Forse non è poi così importante la questione di dove si trovi il «centro» della coscienza — nella corteccia, nel talamo o altrove.
Non meno importante è capire come due sistemi neuronali profondamente diversi, formati da programmi evolutivi diversi e da percorsi embrionali diversi, abbiano imparato a parlarsi così bene che noi — gli unici animali conosciuti capaci di essere consapevoli di sé — percepiamo il loro lavoro congiunto come un «io» unico, indivisibile e unitario.
