Dagli insetti agli esseri umani, la velocità con cui abbiamo accumulato informazioni sui sistemi nervosi negli ultimi 100 anni è stata sorprendente. Tuttavia, se si adottasse sempre lo stile intellettuale di imparare tutto quello che c’è da sapere su un argomento prima di studiarne le nuove dimensioni, il progresso futuro sarebbe lento. A differenza di molte altre discipline, le neuroscienze non godono attualmente del lusso di un insieme concordato di prossime domande a cui rispondere. È stato il selvaggio West, indomito e senza freni, e, per molti versi, continua ad esserlo.

Roger W. Sperry, forse il primo scienziato del cervello del secolo scorso, si è sempre spinto avanti con il sentimento: “Provate. E non leggere la letteratura fino a quando non hai fatto le tue osservazioni. Altrimenti puoi essere accecato dal dogma preesistente”. Questa è sicuramente una parafrasi di ciò che mi ha detto un centinaio di volte, ed è così che operavamo in quei deliziosi giorni spensierati ed esplorativi al Caltech. “Prova.”

Il laboratorio Sperry stava andando a pieno ritmo con esperimenti di tutti i tipi sul cosiddetto “split-brain” (1). Gatti e scimmie erano gli animali principali, e i risultati erano chiari e avvincenti. Allena un lato del cervello su un compito sensoriale, e l’altro lato non ne sapeva nulla. La preparazione standard consisteva nel dividere il chiasma ottico a metà, in modo che le informazioni esposte a un occhio fossero proiettate solo alla metà ipsilaterale del cervello. Tali animali imparerebbero facilmente un compito e sarebbero facilmente in grado di eseguire il compito attraverso l’occhio originariamente non allenato. Se oltre alla sezione della linea mediana del chiasma, il corpo calloso e la commissura anteriore venivano sezionati, tuttavia, si presentava il fenomeno dello split-brain. In questa condizione, l’emisfero non addestrato rimaneva ignaro del compito appreso dall’altro mezzo cervello. Era come se ci fossero due sistemi mentali che coabitavano in una sola testa. Per quanto affascinanti fossero questi risultati, sembravano incoerenti se considerati nel contesto del comportamento umano. Potrebbe una mano sinistra non sapere cosa sta tenendo la mano destra? Assurdo.

Nel 1960, ho avuto la fortuna di presentarmi al Caltech con una borsa estiva della National Science Foundation (NSF) per studiare con Sperry. Sono stato attirato al laboratorio da un interesse per la questione della specificità neurale. Una cosa tira l’altra, e prima che me ne accorgessi, l’estate seguente stavo iniziando la scuola di specializzazione al Caltech. Il mio primo incarico fu quello di preparare una serie di studi per un paziente umano, W.J., su cui uno specializzando in neurochirurgia, Joseph E. Bogen, stava lavorando per recidere il corpo calloso per il trattamento di una grave epilessia.

Pensando a quei primi giorni, è difficile sopravvalutare la natura avventurosa del nostro progetto. Nessuno pensava che il paziente avrebbe effettivamente fornito la prova che la mente potesse essere divisa. Settimane prima, un caso di agenesia callosa, un difetto di nascita in cui vi è una completa o parziale assenza del corpo calloso, era passato per il laboratorio e nulla sembrava fuori dall’ordinario. Da un punto di vista più ampio, anche se era coinvolto uno dei più grandi neurobiologi del mondo, né Sperry né certamente io, uno studente laureato inesperto, avevamo alcuna esperienza significativa nell’esame dei pazienti. Ad altri sarebbe potuto sembrare un gioco stupido e una perdita di tempo. Tuttavia, non lo era, perché al Caltech, l’atteggiamento era sempre: “provaci”.

Così l’avventura andò avanti. In primo luogo, senza sorpresa, i test preoperatori confermarono che i due emisferi del caso W.J. erano normalmente connessi: ogni mano sapeva cosa c’era nell’altra, e ogni corteccia visiva era collegata all’altra senza soluzione di continuità. Il solo pensiero che potesse essere altrimenti era stravagante. Quando tutti gli studi furono completati, mettemmo da parte il lavoro e passammo ad altri progetti di ricerca studiando i sistemi di memoria dei primati non umani, i percorsi corticali coinvolti nella coordinazione occhio-mano e molto altro. Pochi mesi dopo, i nostri interessi tornarono al caso W.J. Il veterano della seconda guerra mondiale si era ripreso bene dall’intervento chirurgico ed era pronto per essere testato di nuovo.

Il grande test arrivò in una luminosa giornata di sole a Pasadena. W.J. fu fatto rotolare fino all’ingresso dell’edificio di biologia su San Pasquale Avenue. Ancora in convalescenza da un intervento chirurgico, W.J. usava una sedia a rotelle per spostarsi. Portava ancora il suo casco, che aveva indossato per proteggersi da possibili cadute associate a crisi epilettiche. Questo veterano della Seconda Guerra Mondiale, che era stato messo fuori combattimento da un colpo del calcio di un fucile tedesco dopo un lancio col paracadute dietro le linee nemiche, stava per rivelare un profondo segreto? Non sembrava probabile. La mattina iniziò abbastanza modestamente. Non ci fu un rullo di tamburi quando entrammo nell’edificio. Infatti, fui lasciato solo a fare i test. Test che si rivelarono sbalorditivi. E rimane tale fino ad oggi. Ecco come ho descritto recentemente il momento (2):M.S.G.: Fissati sul punto.W.J.: Intendi il piccolo pezzo di carta attaccato allo schermo? M.S.G.: Sì, quello è un punto…. Guardalo bene.W.J.: Ok.

Mi assicuro che stia guardando il punto e gli mostro l’immagine di un semplice oggetto, un quadrato, che si trova alla destra del punto per esattamente 100 millisecondi. Essendo posta lì, l’immagine è diretta alla sua metà sinistra del cervello, il cervello parlante.M.S.G.: Cosa hai visto? Una scatola.M.S.G.: Bene, rifacciamolo. Fissa il punto.W.J.: Vuoi dire il piccolo pezzo di nastro adesivo? M.S.G.: Sì, lo voglio. Ora fissa.

Di nuovo faccio lampeggiare l’immagine di un altro quadrato ma questa volta a sinistra del suo punto fissato, e questa immagine viene trasmessa esclusivamente al suo cervello destro, un mezzo cervello che non parla (2). A causa dell’intervento chirurgico speciale che W.J. aveva subito, il suo cervello destro, con le sue fibre di collegamento con l’emisfero sinistro recise, non poteva più comunicare con il suo cervello sinistro. Questo fu il momento decisivo. Con il cuore che batteva, la bocca asciutta, chiesi, M.S.G.: Cosa hai visto? W.J.: Niente. M.S.G.: Niente? Non hai visto niente? W.J.: Niente.

Il mio cuore corre. Comincio a sudare. Ho appena visto due cervelli, cioè due menti che lavorano separatamente in una sola testa? Uno poteva parlare, l’altro no. Era questo che stava succedendo? W.J.: C’è qualcos’altro che vuoi che faccia? M.S.G.: Sì, solo un minuto.

Io trovo rapidamente alcune diapositive ancora più semplici che proiettano solo piccoli cerchi singoli sullo schermo. Ogni diapositiva proietta un cerchio ma in posti diversi su ogni prova. Cosa succederebbe se gli si chiedesse semplicemente di indicare tutto ciò che vede? M.S.G.: Bill, indica solo ciò che vedi: Sullo schermo? M.S.G.: Sì e usa la mano che ti sembra più adatta: Ok.M.S.G.: Fissa il punto.

Un cerchio viene mostrato alla destra della fissazione, permettendo al suo cervello sinistro di vederlo. La sua mano destra si alza dal tavolo e indica il punto in cui il cerchio è stato sullo schermo. Lo facciamo per un certo numero di prove in cui il cerchio lampeggiato appare da una parte o dall’altra dello schermo. Non ha importanza. Quando il cerchio è a destra della fissazione, la mano destra, controllata dall’emisfero sinistro, lo indica. Quando il cerchio è a sinistra della fissazione, è la mano sinistra, controllata dall’emisfero destro, che lo indica. Una mano o l’altra indicherà il posto corretto sullo schermo. Ciò significa che ogni emisfero vede un cerchio quando si trova nel campo visivo opposto, e ognuno, separato dall’altro, potrebbe guidare il braccio/mano che controlla, per dare una risposta. Solo l’emisfero sinistro, però, può parlarne. Riesco a malapena a contenermi. Oh, la dolcezza della scoperta.

Così inizia una linea di ricerca che, vent’anni dopo, quasi alla giornata, sarà premiata con il Nobel (3).

Il resoconto delle scoperte di quel giorno, così come quello di molti altri giorni, fu riportato per la prima volta in un articolo ormai classico pubblicato su PNAS nel 1962 (4). Fu l’articolo che lanciò 50 anni di intensa ricerca sui meccanismi cerebrali che sono alla base dell’esperienza cosciente umana. Tutta la conoscenza successiva che è stata rivelata è stata il prodotto dell’idea di “provare e basta”, incarnata in quell’articolo.

Mentre la scoperta che un chirurgo poteva apparentemente creare due menti da una sola si infiltrava lentamente nelle nostre menti, il pensiero che la coscienza stessa potesse essere studiata dagli psicobiologi, come eravamo tutti chiamati all’epoca, guadagnava trazione. Furono studiati altri pazienti e, pur confermando sempre le scoperte originali, ognuno fornì nuove intuizioni. Oltre al sistema visivo diviso, divenne chiaro che lo stesso valeva per il sistema somatosensoriale, il sistema motorio e, cosa ancora più sorprendente, i sistemi percettivi/cognitivi del cervello destro e sinistro. Abbiamo lavorato ad un ritmo febbrile. Era come pescare in uno stagno ben fornito. Ogni volta che ci immergevamo nell’ignoto, prendevamo un pesce.

Con il passare degli anni, molti giovani scienziati di talento si sono formati al Caltech, e altri ricercatori anziani sono venuti a studiare i pazienti. Mi spostai sulla costa orientale e, ancora una volta, la fortuna volle che iniziassi a testare una nuova serie di pazienti della Dartmouth Medical School. La conoscenza dei tipi di processi mentali che potevano essere integrati attraverso il grande divario creato dalla chirurgia, come i processi emotivi e attenzionali, si aggiunse alle basi di come pensare alla biologia sottostante all’esperienza cosciente. Nel complesso, le decine e decine di studi rivelarono l’organizzazione parallela e distribuita del cervello umano, anche se il senso di unità psicologica del paziente rimaneva intatto.

Le scoperte originali erano il prodotto di una tempesta perfetta? Certamente la cultura del Caltech per la scoperta, il rischio e l’avventura intellettuale era palpabile. Mi è capitato di vivere in una casa storica che anni prima aveva ospitato Howard Temin, Matt Meselson e Sidney Coleman. Richard Feynman era solito presentarsi alle nostre feste, e in una notte memorabile, Feynman venne da me e disse: “Puoi dividere il mio cervello se mi garantisci che dopo posso fare fisica”. Ridendo, risposi: “Te lo garantisco”. Veloce come un lampo, Feynman tirò fuori sia la mano sinistra che la destra per stringere l’accordo! L’atmosfera di aspettativa di fare un lavoro importante durante quei giorni di scoperta non era niente di simile a quello che avevo mai sperimentato prima o dopo.

Eccoci 50 anni dopo, con un vero e proprio Who’s Who della biologia che ha lanciato tentativi per capire come pensare alla biologia della coscienza (vedi Inner Workings: Discovering the split mind a p. 18097). Francis Crick e Gerald Edelman, Wolf Singer e Jean Pierre Changeux, per citarne alcuni, hanno tutti contribuito e sollecitato la ricerca della comprensione. So che tutti loro hanno guardato a Sperry e al lavoro sullo split-brain per l’ispirazione. Oggi, è ancora ossessionante e stimolante riflettere sulla domanda: cosa significa che si può scindere la mente?