Ricerche

Quattro importanti punti di svolta intorno a 9, 32, 66 e 83 anni creano 5 ampie ere di cablaggio neurale nella vita umana media.

Neuroscienziati dell’Università di Cambridge (GB) hanno identificato 5 'epoche principali' della struttura cerebrale nel corso della vita umana, visto che il nostro cervello si ricollega per supportare diversi modi di pensare mentre cresciamo, maturiamo e, infine, decliniamo. Lo studio pubblicato su Nature Communications ha confrontato il cervello di 3.802 persone da 0 a 90 anni con i dati di scansioni MRI a diffusione, che mappano le connessioni neurali monitorando il modo in cui le molecole d’acqua si muovono nel tessuto cerebrale.

Gli scienziati affermano di aver rilevato 5 grandi fasi della struttura del cervello nella vita umana media, divise da 4 'punti di svolta' fondamentali tra la nascita e la morte, quando il nostro cervello si riconfigura. La 'topologia' del cervello infantile va dalla nascita fino a 9 anni, quando passa alla fase adolescenziale, un’era che dura in media fino ai 32 anni. All’inizio dei trent’anni il cablaggio neurale del cervello si sposta verso la modalità adulta. Questa è l'era più lunga, che dura oltre tre decenni. Un terzo punto di svolta intorno ai 66 anni segna l’inizio di una fase di 'invecchiamento iniziale' dell’architettura cerebrale. Infine, il cervello di 'vecchiaia avanzata' prende forma intorno agli 83 anni.

"Sappiamo che il cablaggio del cervello è cruciale per il nostro sviluppo, ma non avevamo un quadro generale di come cambia nella nostra vita e perché", ha affermato la dott.ssa Alexa Mousley che ha guidato la ricerca. "Questo studio è il primo a identificare le fasi principali del cablaggio cerebrale nel corso della vita umana. Queste epoche forniscono un contesto importante per capire in cosa il nostro cervello potrebbe essere migliore o più vulnerabile nelle diverse fasi della vita. Potrebbe aiutarci a capire perché alcuni cervelli si sviluppano in modo diverso nei momenti chiave della vita, che si tratti di difficoltà di apprendimento nell'infanzia o di demenza in tarda età".

Cervello infantile

Dall’infanzia fino alla fanciullezza, il nostro cervello è definito dal 'consolidamento della rete', quando viene ridotta l'abbondanza di sinapsi (i connettori tra i neuroni) sovra-prodotte nel cervello bambino, mentre quelle più attive sopravvivono. In tutto il cervello, le connessioni si ricollegano secondo lo stesso schema dalla nascita fino a circa 9 anni.

Nel frattempo, la materia grigia e quella bianca crescono rapidamente di volume, così che lo spessore corticale – la distanza tra la materia grigia esterna e la materia bianca interna – raggiunge il suo picco, e si stabilizza il ripiegamento corticale, le caratteristiche rughe del cervello esterno. Al primo punto di svolta, a 9 anni, il cervello ha un cambiamento radicale nella capacità cognitiva, nonché un aumento del rischio di disturbi di salute mentale.

Cervello adolescente

La seconda 'epoca' del cervello, l’era dell’adolescenza, vede la materia bianca continuare a crescere di volume, quindi l’organizzazione delle reti di comunicazione del cervello è sempre più raffinata, come misurato dalla diffusione dell’acqua nelle scansioni. Questa era è definita dall’efficienza delle connessioni sia all’interno di regioni specifiche sia dalla rapida comunicazione nell’intero cervello, che è correlata al miglioramento delle prestazioni cognitive. "L'efficienza neurale è, come si può immaginare, ben collegata da percorsi brevi, e l'era dell'adolescenza è l'unica in cui questa efficienza è in aumento", ha affermato Mousley.

Questi sviluppi raggiungono il picco in media nei primi 30 anni, che è il 'punto di svolta topologico più forte' dell’intera durata della vita, dicono i ricercatori. "Intorno ai 32 anni, vediamo i cambiamenti più direzionali nel cablaggio e il più grande cambiamento complessivo nella traiettoria, rispetto a tutti gli altri punti di svolta", ha detto la Mousley. "Mentre la pubertà offre un inizio chiaro, la fine dell'adolescenza è molto più difficile da definire scientificamente. Basandoci esclusivamente sull'architettura neurale, abbiamo scoperto che i cambiamenti di tipo adolescenziale nella struttura del cervello terminano intorno ai primi anni della terza decade".

Cervello adulto

A 32 anni inizia l’era più lunga, quella dell’età adulta. L’architettura del cervello si stabilizza rispetto alle fasi precedenti, senza grandi svolte dai trent’anni. Ciò corrisponde a un 'punto di stallo dell’intelligenza e della personalità' in base ad altri studi, affermano i ricercatori. Hanno anche scoperto che la 'segregazione' è più evidente durante questa epoca, poiché le regioni iniziano lentamente a diventare più compartimentate.

Cervello della prima vecchiaia

Il punto di svolta all’età di 66 anni è molto più lieve e non definito da alcun cambiamento strutturale importante, anche se i ricercatori hanno comunque riscontrato cambiamenti significativi nel modello delle reti cerebrali in media intorno a questa età. “I dati suggeriscono che una graduale riorganizzazione delle reti cerebrali culmina verso la metà della sesta decade”, ha affermato la Mousley. “Ciò è probabilmente legato all’invecchiamento, con un’ulteriore riduzione della connettività man mano che la materia bianca inizia a degenerare. Questa è un’età in cui le persone affrontano un rischio maggiore di varie condizioni di salute che possono influenzare il cervello, come l’ipertensione”.

Cervello della vecchiaia avanzata

L’ultima svolta avviene intorno agli 83 anni e si entra nell’epoca finale della struttura cerebrale. Anche se i dati per quest’epoca sono limitati, la caratteristica distintiva è il passaggio da globale a locale, poiché la connettività dell’intero cervello diminuisce ulteriormente, con una maggiore dipendenza da alcune regioni. L'autore senior Duncan Astle, professore di neuroinformatica a Cambridge, ha aggiunto:

"Guardando indietro, molti di noi sentono che la vita è stata caratterizzata da fasi diverse. Si scopre che anche il cervello attraversa queste epoche. Molte condizioni neurologiche, di salute mentale e di sviluppo neurologico sono legate al modo in cui è cablato il cervello. In effetti, le differenze nel cablaggio cerebrale predicono difficoltà con l'attenzione, il linguaggio, la memoria e tutta una serie di comportamenti diversi. Comprendere che il percorso strutturale del cervello non è una questione di progressione costante, ma piuttosto uno dei pochi importanti punti di svolta, ci aiuterà a identificare quando e come i suoi collegamenti sono vulnerabili alle rotture”.