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Le reti neuronali con l'età si de-specializzano

Le reti neuronali con l'età si de-specializzanoUna nuova ricerca del Center for Vital Longevity (CVL) della University of Texas di Dallas offre un approccio diverso per guardare al modo in cui opera il cervello a livello di rete, e potrebbe portare a nuovi criteri diagnostici clinici per i disturbi della memoria legati all'età.


Le ultime scoperte, pubblicate nella settimana del 3 Novembre online su Proceedings of the National Academy of Sciences, si concentrano sul modo in cui le aree del cervello comunicano tra loro per formare reti cerebrali, e come tali reti possono cambiare con l'età.


"Le reti cerebrali sono costituite da gruppi di nodi altamente interattivi, non molto dissimile dalle reti sociali e tecnologiche", ha detto il dottor Gagan Wig, assistente professore alla School of Behavioral and Brain Sciences della UT Dallas. "Tutti questi nodi comunicano tra loro in una rete cerebrale su larga scala. Una considerevole quantità di ricerche ha evidenziato come gli anziani usino aree del cervello diverse dagli adulti più giovani, a parità di operazioni. Quello che offre l'attuale approccio è una valutazione di queste differenze in un contesto più ampio. Studiando il cervello come una rete, stiamo in un certo senso aggiustando il nostro punto di vista, proprio come si esaminano i modelli che compongono le costellazioni di stelle invece di concentrarsi su ciascuna delle singole stelle".


Wig ed i suoi colleghi hanno esaminato come le reti del cervello sono composte da sotto-reti separate che mediano funzioni specializzate. Essi hanno scoperto che l'aumento dell'età è associato ad una diminuzione della segregazione delle sotto-reti del cervello. Inoltre, hanno scoperto che una minore segregazione delle sotto-reti è predittiva di una scarsa memoria a lungo termine, indipendentemente dall'età. "Poiché il grado di separazione delle reti degli individui è legato alla capacità di memorizzare, misurando la separazione della rete di un individuo si può alla fine arrivare alle misure cliniche che potrebbero prevedere il declino patologico", ha detto Wig.


I risultati derivano dai dati raccolti dal «Dallas Lifespan Brain Study» del centro, dove adulti sani da 20 a 89 anni hanno completato valutazioni cognitive e scansioni di risonanza magnetica funzionale in stato di riposo (vale a dire che i partecipanti non eseguivano un compito durante la scansione), che hanno permesso la misurazione della connettività nel cervello. Sono stati scansionati e valutati cognitivamente 210 adulti in totale.


I dati dimostrano che le reti del cervello nelle persone più giovani presentano molte connessioni all'interno della rete, per elaborare in modo specializzato compiti specifici, mentre in realtà hanno connessioni più sparse tra le reti, che aiutano la comunicazione tra le reti, tenendole distinte. Ma l'immagine sfuma quando invecchiamo: la rete del cervello diventa sempre meno specializzata e c'è meno segregazione tra le reti, dice Wig.


Per creare una nuova misura di interconnessione ed efficienza su scala globale, il laboratorio di Wig ha usato un'area della matematica chiamata «teoria dei grafi», per caratterizzare la separazione delle reti del cervello. Questo approccio è stato usato per studiare le reti sociali come Facebook, Internet, il flusso dei mezzi pubblici, la trasmissione delle malattie, e anche i focolai di contagio.

 

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L'autore principale dello studio è Micaela Chan, studente laureato alla UT Dallas e membro del laboratorio di Wig al CVL. Hanno contribuito il Dr. Denise C. Park, direttore della ricerca del CVL, e Neil K. Savalia, assistente di ricerca nel laboratorio di Wig, e il dottor Steven Petersen della Washington University di St. Louis. Il finanziamento per lo studio è arrivato dal National Institute on Aging.

 

 

 

 

 


Fonte:  University of Texas at Dallas via EurekAlert! (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti:  Micaela Y. Chan, Denise C. Park, Neil K. Savalia, Steven E. Petersen, and Gagan S. Wig. Decreased segregation of brain systems across the healthy adult lifespan. PNAS, November 2014 DOI: 10.1073/pnas.1415122111

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