Nerve Runner: impulso espresso

Un omaggio a Manic Miner (Bug-Byte, 1983) e a Jet Set Willy (Software Projects, 1984), con le loro scale, corde, nastri trasportatori e pavimenti che si sbriciolano, e a Skool Daze (Microsphere, 1984), i cui personaggi girano dappertutto e parlano nei fumetti. Sei un impulso nervoso, e le cose da fare si fanno nell’ordine che vuoi, come in Skool Daze. Fuori dal percorso principale ci sono otto medaglie Nobel da trovare e due enigmi che valgono punti in più. Se finisci in fretta, prendi un bonus velocità. Le cellule che parlano, ognuna con il suo lavoro e il suo carattere, sono un omaggio a Siamo fatti così (Il était une fois… la vie, 1987). In Difficile il tuo ATP cala, come l’aria in Manic Miner. La partita resta salvata nel browser, così puoi continuare un altro giorno.

La scienza

• Riflesso: i recettori del caldo nella punta del dito, con i canali TRPV1, scattano con un caldo che fa male. Nel midollo spinale, il corno dorsale passa il segnale a un interneurone e da lì ai motoneuroni, e la mano si ritrae prima che il cervello abbia sentito qualcosa.
• Spavento e calma: la catena simpatica accelera il cuore con la noradrenalina, e le ghiandole surrenali aggiungono adrenalina nel sangue. Il nervo vago lo rallenta di nuovo con l’acetilcolina, che agisce sul pacemaker del cuore, il nodo senoatriale.
• Salutare: la corteccia motoria, con le sue enormi cellule di Betz, manda il comando lungo il tratto corticospinale fino ai motoneuroni del corno ventrale. Nella giunzione neuromuscolare, la terminazione nervosa fa l’acetilcolina a partire dalla colina (le uova ne sono una buona fonte), e l’acetilcolinesterasi la demolisce di nuovo in una frazione di millisecondo.
• Ricordare: nell’ippocampo, il glutammato apre i recettori AMPA. Il recettore NMDA ha bisogno di glutammato e di una membrana depolarizzata insieme, e così caccia fuori lo ione magnesio che lo tappa. Entra il calcio e la sinapsi si rafforza: è il potenziamento a lungo termine.
• Strada facendo: la mielina degli oligodendrociti e delle cellule di Schwann permette all’impulso di saltare da un nodo di Ranvier al successivo; gli astrociti fanno pulizia del glutammato; l’intestino ha un suo sistema nervoso enterico. Le scale sono microtubuli e i nastri trasportatori il trasporto assonale. I pericoli: la tetrodotossina del pesce palla, che blocca i canali del sodio, e il GABA, il principale messaggero «stop» del cervello. I pezzi senza mielina si sbriciolano, come nella sclerosi multipla.
• Come muoversi: un canale del sodio in una porta si apre, poi chiude il poro per un attimo (l’inattivazione) prima di potersi riaprire. Questa pausa, il periodo refrattario, è il motivo per cui un impulso non torna mai indietro. I nodi di Ranvier ti lanciano in avanti, come nella conduzione saltatoria (dal latino saltare, saltare). Le spine di rosa nella punta del dito sono proprio ciò a cui servono i nocicettori.
• Energia: la pompa sodio-potassio tiene la membrana pronta a scattare, e funziona con l’ATP dei mitocondri. Nel cuore, dove circa un terzo di ogni cellula muscolare è fatto di mitocondri, la catena di trasporto degli elettroni corre sul pavimento: il complesso I (o il complesso II), il complesso III e il complesso IV passano gli elettroni all’ossigeno e pompano protoni, e i protoni tornano indietro attraverso l’ATP sintasi. Su questo sito: la NADH deidrogenasi di tipo II, che da sola fa da complesso I in molti batteri; la citocromo c ossidasi caa3, un complesso IV; e la testa F1 dell’ATP sintasi.
• Altri personaggi: il cono caccia i pesci con un arpione velenoso, e le sue conotossine bloccano i recettori dell’acetilcolina della giunzione neuromuscolare; la tossina di un altro cono è diventata un antidolorifico, la ziconotide. Gli operatori della sala di controllo mostrano l’omuncolo motorio: mani e labbra hanno la fetta più grande della corteccia motoria. Ogni vescicola sinaptica porta un pacco di circa 10 000 molecole di acetilcolina.
• Missioni extra: la midollare del surrene è un ganglio simpatico diventato ghiandola: un segnale lungo i nervi splancnici libera acetilcolina sulle sue cellule cromaffini, che versano adrenalina nel sangue. L’ipotalamo è il termostato del corpo (termoregolazione): quando Alex ha troppo caldo, i nervi simpatici, che qui usano l’acetilcolina, cosa rara, accendono le ghiandole sudoripare, e il sudore rinfresca la pelle evaporando.
• Gag con dentro la scienza, nello spirito dell’episodio della serie sui neuroni: il centro della tosse nel tronco encefalico fa una votazione, perché un neurone somma davvero quello che riceve e scatta quando supera una soglia (sommazione); gli impulsi corrono e si scontrano lungo il tratto corticospinale; e nel corno dorsale le encefaline, gli oppioidi del corpo stesso, fanno da vigili urbani che rallentano il dolore.
• Gli extra: le medaglie sono per Golgi e Cajal (1906), Sherrington e Adrian (1932), Loewi e Dale (1936), Erlanger e Gasser (1944), Hodgkin, Huxley ed Eccles (1963), Katz, von Euler e Axelrod (1970), Kandel, Carlsson e Greengard (2000), e Julius e Patapoutian (2021). «Veloce o lento?» parla della velocità di conduzione nervosa: le fibre spesse e mielinizzate sono le più veloci. «Il sogno di Loewi» è il suo esperimento del 1921 con cuori di rana, la prima prova che i nervi si parlano con sostanze chimiche. Porta le medaglie al talamo, che passa alla corteccia quasi tutti i sensi (l’olfatto prende per lo più una scorciatoia). Qui è vestito da Sala Blu del Municipio di Stoccolma, dove si tiene il banchetto Nobel ogni 10 dicembre; i premi vengono consegnati prima, lo stesso giorno, alla Sala dei concerti di Stoccolma. La Sala Blu è di mattoni rossi: l’architetto, Ragnar Östberg, voleva intonacarla di blu, ma i mattoni gli piacevano troppo.

Dove il gioco bara un po’

• Un impulso nervoso non va dal cervello all’intestino e ritorno. Ognuno percorre un solo neurone, in una sola direzione, e sparisce in pochi millisecondi; il neurone successivo ne fa partire uno nuovo.
• Nessuno porta in giro i neurotrasmettitori. Vengono fatti e conservati nella terminazione nervosa che li libera, e la colina ci arriva con il sangue, non in braccio a qualcuno.
• Il cuore non passa da 72 a 130 e ritorno con una sola consegna. E cambia anche un po’ a ogni respiro.
• Un riflesso vero dura circa un decimo di secondo, non una corsa attraverso quattro schermate. Altrimenti Alex sarebbe bell’e abbrustolito.
• Un canale del sodio si apre perché cambia la tensione della membrana, non con un timer, e resta aperto circa un millisecondo, non un secondo e mezzo. Il suo tappo è un piccolo anello della stessa proteina; l’immagine della «palla al piede» va meglio per alcuni canali del potassio.
• I nodi di Ranvier non lanciano niente. L’impulso sembra solo saltare: la corrente corre veloce sotto la mielina e va rigenerata solo a ogni nodo.
• Un botanico direbbe che le rose hanno aculei, non spine. Al tuo dito non importa.
• Il talamo vede passare quasi tutti gli invitati, ma non organizza banchetti.
• L’ATP non finisce in un minuto: il corpo ne produce ogni giorno più o meno il suo stesso peso, riciclando di continuo le stesse molecole.
• I coni vivono nei mari caldi, non nel braccio di qualcuno. Se ne incontri uno, guarda ma non toccare.
• Nella corteccia motoria non c’è una sala di controllo, e lì nessuno porta le cuffie. Però ogni parte del corpo ha davvero il suo angolino.
• Nessuno sale fino alla pelle su una goccia di sudore, anche se il viaggio sarebbe breve: la ghiandola sta solo a pochi millimetri di profondità.
• I neuroni non votano, e nel tronco encefalico non ci sono riunioni di commissione. Ma un neurone somma davvero i segnali che gli dicono di scattare e di stare zitto, e scatta solo quando il totale basta. Vince la maggioranza, più o meno.