Il collasso cantoriano: breve storia del neurone

Neuron

This article is about cells in the nervous system. For other uses of the term neuron, please see neuron (disambiguation).

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La storia del termine neurone è istruttiva per ciò che ho raccontato la scorsa volta.

Cercherò di spiegare per quali motivi trovo la storia del termine neurone esemplare. Esemplare, intendo, come esempio della nascita di una nuova disciplina a causa del sovraccarico di un termine o di un concetto di una disciplina precedente.

Premetto che affronterò la storia da un punto di vista, per così dire, biologico, e mi disinteresserò di quello informatico. Ad un certo punto sarà necessario ricongiungersi all'informatica, e spiegherò perchè. Ma per ora dimentichiamocene.

Il nostro viaggio comincia nel 1848 quando il biologo Emil du Bois-Reymond, da non confondere con il matematico Paul du Bois-Reymond, suo fratello, scoprì il potenziale d'azione nelle cellule del cervello dette neuroni. Detto brevemente, queste cellule sono interconnese fra loro tramite sottili propaggini dette assoni, sulle quali brevi impulsi elettrici vengono trasmessi dall'una all'altra; tali impulsi elettrici sono detti potenziali d'azione.

Egli scoprì, dunque, che i neuroni comunicano utilizzando un codice simile al Morse, in cui però ci sono solo punti e non linee. Successivamente, nel 1851, il suo amico Hermann von Helmholtz misurò la velocità di tali impulsi elettrici. Poi, per circa un secolo, nulla.

(Non proprio nulla, Bisogna citare almeno due fatti avvenuti all'inizio del XX secolo:
1) Ramon y Cajal scoprì che i neuroni erano interconnessi fra loro e suppose, dunque, che fossero le unità funzionali del sistema nervoso centrale.
2) In risposta a du Bois-Reymond e al suo Ignorabimus, il matematico David Hilbert tuona ad una conferenza nel 1930.)

Comunque sia, un secolo più tardi, siamo negli '50 del XX secolo, Hodgkin e Huxley formulano delle equazioni che descrivono con notevole precisione tale fenomeno.

Qua la nostra storia entra nel vivo. Il problema, ma anche la grande fortuna delle equazioni di Hodgkin-Huxley (d'ora in poi HH per brevità) è la loro incredibile complicatezza. Esse, infatti, sono un sistema di equazioni alle derivate parziali non lineari. In pratica, tutto il peggio che si possa avere, tutto insieme.

Per tentare di capirci qualcosa, si è proceduto a provare diverse semplificazioni, col risultato di sviluppare una serie di sistemi alternativi che usano l'una o l'altra semplificazione, qui e qui due esempi. Ognuna di queste semplificazioni richiederebbe un trattamento a parte, ed è, in verità, oggetto di studio di schiere di scienziati.

Ritorniamo a noi: questa pletora di equazioni e modelli erano tutti tentativi di modellare un solo oggetto: il neurone. Tuttavia, affinchè il collasso sul termine neurone avvenga, abbiamo bisogno di un altro ingrediente: dobbiamo ricongiungerci all'informatica che abbiamo abbandonato all'inizio.

Questo lo faremo la prossima volta...