Una questione di cervello - Rawtraining

Dalla pubblicazione dell’ormai celebre articolo scientifico di Bramble e Libermann del 2004 in poi è comunemente accettato che il corpo umano sia stato modellato da un milione e mezzo di anni trascorsi a correre inseguendo le prede di caccia. Molto meno noto è come quel milione e mezzo di anni abbiano modificato anche il cervello. La ricerca applicata all’Ultraendurance ci aiuta a scoprirlo.

Dal 1983 a Prescott, in Arizona, si svolge annualmente la “Man Against Horse Race”: una sfida di corsa tra uomo e cavallo di 50 miglia (80 km). I risultati sono sorprendenti. Dal 1999, con la vittoria di Paul Bonnet, hanno cominciato a vincere regolarmente gli umani. Eppure i cavalli vengono allenati per mesi. Il percorso è montagnoso, il clima molto caldo, e chi vince chiude solitamente la competizione intorno alle otto ore. È una gara di gestione delle proprie forze e dei propri limiti. Il problema – dal punto di vista equino – sta proprio qui.

Il cavallo è molto più veloce dell’uomo, ma molto meno bravo nel gestire la fatica. Va in modo automatico. Non ha molta consapevolezza di quanto stia consumando. È il fantino che deve gestirlo. Il rischio è che l’animale, superato un certo grado di fatica, crolli a terra sfinito. Nell’uomo questa possibilità è più remota: anche se fisicamente- sotto certi aspetti – è più debole, la sua gestione della fatica è molto più efficace. È una questione di cervello, come vedremo.

Forse, il segreto della sopravvivenza della nostra specie sta tutto qui. Ma questa storia, che ha l’epilogo nella sfida tra l’uomo e il cavallo di questi anni, ha inizio un milione e mezzo di anni fa.

Nel 2004 la prestigiosa rivista “Nature” dedica la copertina del mese di novembre ad una ricerca insolita. Si tratta dello studio di due scienziati, Dennis Bramble e Daniel Lieberman che dimostrano come l’evoluzione abbia selezionato nella nostra specie alcune caratteristiche che la rendono – unica tra i primati- specialista nella corsa di resistenza. I due ricercatori hanno individuato nel corpo umano ventisei marker morfologici che segnalano adattamenti alla corsa di resistenza.

L’adattamento più evidente: l’Homo Sapiens Sapiens è pressoché totalmente privo di pelliccia, fatta eccezione per una piccola porzione superstite sulla sommità del capo destinata a proteggere il cervello dall’irraggiamento solare. Gli umani presentano una termoregolazione molto più efficiente che qualsiasi altra specie animale. La perdita del pelo si accompagna ad un incremento straordinario della presenza di ghiandole sudoripare sotto la pelle nuda. Gli umani quindi, benché molto più lenti negli sprint si sono evoluti per correre a lungo.

Ma tutto questo, perché? Perchè la possibilità di correre ha aperto nuovi orizzonti alimentari alla nostra specie. Il passaggio fondamentale nell’evoluzione dei nostri progenitori sembra sia stata proprio l’introduzione di nuove fonti di cibo: più calorie e proteine extra a disposizione nella dieta hanno permesso al nostro cervello di espandersi trasformando il limitato processore dell’Australopiteco nel modello molto più evoluto proprio dell’Homo Erectus. Più di proteine, vuol dire più carne. I nostri lontani antenati cacciavano prede di grosse dimensioni, unica possibilità per assicurare carne all’intero gruppo: antilopi, gazzelle, orici, cervi, ungulati veloci a scappare e di grossa taglia. C’era solo un problema: un milione e mezzo di anni fa l’arco e le frecce non erano ancora stati inventati. Non c’erano nemmeno la lancia (la cui comparsa pare situarsi tra i trecento e i duecentomila anni fa); men che meno le fionde, le balestre e tutto il resto dell’arsenale. Come potevano farcela quegli incroci tra scimmioni ed esseri umani, armati solo di nudi bastoni? È semplice. Privi della velocità per assalirle a sorpresa le sfinivano a furia di inseguirle. È quello che viene definite “persistence hunting”, caccia persistente. L’animale viene inseguito dai cacciatori e naturalmente all’inizio distanza gli inseguitori. Ma questi continuano ad inseguirlo basandosi sulle tracce quando non è più a portata di vista. Dopo qualche tempo la preda comincia a surriscaldarsi e deve rallentare: la sua termoregolazione non è efficiente come quella dei suoi inseguitori. Ma gli ominidi continuano ad inseguirla. Alla fine dopo un inseguimento che dura anche cinque o sei ore l’animale è sfinito; crolla a terra, ansimante e rassegnato, con lo sguardo perso mentre gli inseguitori lo raggiungono e lo finiscono a bastonate.

Oltre un milione e mezzo di anni avanti e indietro attraverso la savana hanno plasmato la nostra specie. C’è stata una pressione selettiva nei confronti degli individui più resistenti e verso lo sviluppo di particolari caratteristiche fisiche. Fino ad ora l’attenzione degli scienziati si è focalizzata sugli adattamenti fisici. Ma i millenni di caccia persistente ha anche selezionato speciali caratteristiche cerebrali. Il cacciatore perseverante aveva necessità di mantenere la concentrazione e l’impegno sull’obiettivo a livelli elevati e per lungo tempo. Oggi si cominciano a studiare alcune aree recenti del cervello umano, come le aree pre-frontali. Sono aree coinvolte nella concentrazione, nei processi attentivi e nei comportamenti mediati dall’intervento della volontà, come il resistere ad una tentazione. Se qualcuno vi mette davanti il vostro dolce preferito e vi chiede di non toccarlo, queste aree si attivano in modo massiccio. La “forza di volontà” cessa di essere un concetto filosofico e comincia a diventare un’espressione dell’attività cerebrale, un tassello di quel puzzle complesso definito “resilienza”. Mantenere la motivazione è una disciplina, è esercizio, richiede risorse. È anche abitudine ad accettare il disagio, a sopportare. Un’intera parte del nostro cervello si è sviluppata per permetterci questo.

Ora torniamo al cavallo che crolla esausto. Gli animali, quando hanno “dato tutto”, metabolicamente parlando, si spengono. Raggiunto un certo livello di fatica è come se entrasse in gioco una sorta di salvavita che disattiva tutto per evitare un collasso mortale. Il salvavita è un meccanismo che non può essere disattivato: è il mezzo con cui il cervello frena la periferia (i muscoli) in risposta ai segnali di allarme che giungono da lì.

Il salvavita blocca gli animali sull’orlo del baratro: morte da sfinimento o comunque il dover rimanere molto a lungo privi di energie, in balia dei pericoli presente nell’ambiente. Esso quindi riveste una funzione biologica legata alla sopravvivenza.

Il fantino sa che le energie del cavallo vanno preservate; che, sull’onda dell’eccitazione della gara l’animale potrebbe andare troppo oltre, facendo “scattare” il salvavita. Quindi il cavaliere gestisce come meglio può lo sforzo dell’animale e lascia che ogni tanti chilometri faccia delle pause.

Anche l’uomo è dotato del “salvavita”. Né più, né meno che il cavallo. Eppure il cacciatore persistente ha dovuto imparare a forzare un pochino il servomeccanismo.

Ha dovuto farlo perché -con un andamento del tipo cavallo, “corri un po’ ma poi fermati”- non avrebbe mai raggiunto l’antilope. Nell’uomo la spinta motivazionale eccede l’automatismo. Il cavallo è più forte, muscolarmente parlando, ma l’uomo lo supera perché ha imparato a forzare i meccanismi biologici tramite la volontà. Se gli umani non possedessero straordinarie capacità di gestione, nessuno finirebbe le ultramaratone di 24 ore, o l’Ultratrail. Se gli uomini non avessero il potere di trascendere la sofferenza, imporsi di andare oltre, dimenticare la fatica, avrebbero fatto ben poca strada.

Capire il funzionamento del salvavita presuppone un cambiamento rivoluzionario nella nostra visione del rapporto mente-corpo. Infatti la storia del cavallo ci avverte che non è più possibile escludere il cervello dalle spiegazioni riguardanti la fatica ed i limiti delle prestazioni atletiche. È il cervello il reale fattore limitante la prestazione atletica, non la periferia. Ma questo – in modo intuitivo- lo avevamo già compreso tutti. Se la fatica fosse solo un problema periferico, di carburante nei muscoli, come spiegare le persone sfinite che riescono a fare lo sprint finale quando vedono lo striscione d’arrivo della maratona? Se davvero la fatica fosse solo questione di benzina terminata, questo non dovrebbe essere possibile.

Il primo ad accorgersi dell’esistenza del salvavita fu il fisiologo giapponese Ikai. Egli fece eseguire ad alcuni soggetti delle contrazioni volontarie ad esaurimento: cioè chiese loro di sollevare un certo peso sino all’incapacità di proseguire l’esercizio. Poi, quando in nessun modo con la volontà si riuscivano ad ottenere altre contrazioni, pose un elettrodo sui nervi motori interessati dal movimento: stimolandoli elettricamente riuscì ad ottenere ulteriori sollevamenti. Quando anche con questo sistema le contrazioni cessarono, ne ottenne qualcun’altra ponendo gli elettrodi direttamente sul muscolo. Alla fine non fu più possibile ottenere nessun ulteriore contrazione in nessun modo: il vero limite periferico era stato raggiunto.

L’esperienza di Ikai dimostra l’esistenza di un “freno” a livello cerebrale che entra in azione ben prima che venga raggiunto il reale esaurimento muscolare. Il freno è presente sia nell’uomo che negli animali. Ma la volontà e la motivazione riescono – un pochino – a forzarlo.

Se l’uomo è l’animale più resistente non lo è solo grazie agli adattamenti anatomici evidenziati da Bramble e Libermann: lo è perché i due milioni di caccia persistente hanno prodotto adattamenti cerebrali altrettanto importanti. L’evoluzione umana ha portato allo sviluppo di aree specializzate che mantengono attiva la motivazione verso l’obiettivo nonostante le difficoltà e la sofferenza presente. Senza il loro aiuto il cacciatore persistente si sarebbe fermato molto prima di sfinire l’antilope. E noi ci saremmo estinti.

Nelle gare molto lunghe si fa avanti un problema ulteriore: il lavoro compiuto dalle aree prefrontali ha un costo metabolico elevatissimo. Si pensi che nella nostra specie il peso del cervello rappresenta circa il 2% dell’intero peso corporeo, a fronte di un consumo energetico che raggiunge il 20% del totale, contro il 9% dello scimpanzè. Come hanno dimostrato in un magistrale lavoro Gailliot e Baumeister, esercitare la volontà consuma glucosio in maniera enorme.

Il calo del glucosio disponibile a livello cerebrale attiva il salva-vita. Il cervello blocca la macchina anche se a livello periferico, nelle fibre muscolare, il glucosio è ancora presente. Quindi l’ultramaratoneta vive ad un certo punto una specie di paradosso: calando il glucosio aumenta la fatica e per andare avanti l’atleta deve mobilitare pesantemente la volontà, cioè le aree prefrontali. Queste però- a loro volta- richiedono grandi quantità di glucosio per funzionare. L’atleta quindi entra in uno stato permanente di crisi, dove l’unica via di salvezza è rappresentata dalle sue capacità di gestione tecnica e psicologica.

Nelle ricerche svolte come Università di Verona al Tor des Geants 2011, affiancati anche dalle università di Losanna e Liverpool oltre che al Centro di medicina di Montagna di Aosta appare evidente che gli atleti esperti riescano a mantenere più attive le aree prefrontali nonostante l’affaticamento, la deplezione del glucosio e la deprivazione da sonno. Il loro cervello è così allenato e forte da limitare in entrata persino le percezioni legate al dolore. I due milioni di anni di caccia persistente hanno plasmato i lobi frontali creando uno strumento incomparabile.

Bibliografia

Dennis M. Bramble & Daniel E. Lieberman, (2004) Endurance running and the evolution of Homo, Nature, vol 432, 345: 352

Lieberman, D.E., Raichlen, D.A., Pontzer, H., Bramble, D.M., and Cutright-Smith, E. (2006) The human gluteus maximus and its role in running. Journal of Experimental Biology 209:2143-2155.

Rolian, C., Lieberman, D.E., Hamil, J., Scott, J.W., and Werbel, W. (2009) Walking, running and the evolution of short toes in humans. Journal of Experimental Biology 212:713-72.

Ikai, M. y Steinhaus, A.H. (1961): Some factors modifying the expression of human strength. – Journal of applied Physiology, nº 28, 157-163.

Matthew T. Gailliot and Roy F. Baumeister, The Physiology of Willpower: Linking Blood Glucose to Self-Control, Pers Soc Psychol Rev 2007; 11; 303