Il cervello, la città

Crediti:  Brett WeinsteinI grandi agglomerati urbani sono strutturati come la materia grigia nel cervello, lo sostiene una ricerca del politecnico Rensselaer, negli Stati Uniti

Le città si organizzano come la corteccia cerebrale, e la loro evoluzione ripercorre quella del cervello umano e animale. Mark Changizi dell’Istituto Politecnico Rensselaer di Troy, negli Stati Uniti, per studiare il modo in cui si organizzano le connessioni cerebrali nella materia grigia ha preso come esempio le grandi metropoli americane. La neocorteccia è una struttura “a foglietto” – che si sviluppa cioè in uno spazio bidimensionale e via via che ci si sposta, lungo l’albero evolutivo – attraverso gradi maggiori di complessità – è soggetta a una serie di vincoli legati proprio alla sua bidimensionalità. “Le città sorgono sul terreno e si possono assimilare approssimativamente a una superficie, o un foglio,” scrivono Changizi e il collega Destefano nell’articolo che verrà pubblicato nel prossimo numero della rivista Complexity.

Da una specie all’altra, l’aumento delle funzioni cognitive non corrisponde a un uguale aumento in volume della massa cerebrale: due cervelli di cane non fanno un cervello umano. Il cervello dell’uomo non ha solo più neuroni di un altro animale, ma anche un grado maggiore di connessioni reciproche fra cellule nervose. Ed è proprio questa rete di connessioni che Changizi e Destefano hanno studiato.

I due scienziati sono partiti dall’ipotesi che le strutture a foglietto siano soggette a pressioni simili. In entrambi i casi si tratta di reti di comunicazione: nel cervello gli assoni dei neuroni trasportano segnali che codificano l’informazione che viene processata, nelle città le strade trasportano persone e materiali che in un senso più ampio, essendo cruciali per le funzioni su vasta scala della città, possono essere visti anch’essi come una forma di “informazione”. Inoltre l’evoluzione del cervello è guidata dalle “forze cieche” della selezione naturale – e non da un progetto prestabilito. Allo stesso modo la crescita del sistema viario urbano è determinato da forze economiche e politiche, piuttosto che da una pianificazione preordinata.

Il parametro importante  è il legame fra l’estensione della città, o della corteccia, e il numero e dimensioni delle infrastrutture, o connessioni nervose. Changizi ha osservato che quando l’area della città e della corteccia aumentano il numero di connessioni cresce più lentamente – il numero delle connessioni cioè cresce, sia nelle città che nel cervello, come l’area superficiale elevata a 3/4 – . In maniera simile quando cervello e città crescono, il numero di sinapsi e uscite autostradali aumenta con un esponente di 9/8. Anche il numero di sinapsi per neurone e di uscite per autostrada è molto simile, con un esponente vicino a 3/8.

Sia il cervello che l’agglomerato urbano “per restare efficienti, devono mantenere un livello fisso di interconnettività, indipendente dalle dimensioni fisiche.” ha commentato Changizi, e per questo motivo tendono a seguire leggi empiriche simili. Questo studio non solo aumenta la comprensione dell’archittettura cerebrale e della sua evoluzione, ma potrebbe essere utile anche per pianificare meglio lo sviluppo della rete stradale urbana nelle grandi metropoli.

Federica Sgorbissa
Federica Sgorbissa è laureata in Psicologia con un dottorato in percezione visiva ottenuto all'Università di Trieste. Dopo l'università, ha ottenuto il Master in comunicazione della scienza della SISSA di Trieste. Da qui varie esperienze lavorative, fra le quali addetta all'ufficio comunicazione del science centre Immaginario Scientifico di Trieste e oggi nell'area comunicazione di SISSA Medialab. Come giornalista free lance collabora con alcune testate come Le Scienze e Mente & Cervello.

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