Il cervello umano è un organo complesso e affascinante, la cui struttura e funzionamento sono oggetto di studio da parte di scienziati di tutto il mondo. In particolare, il periodo neonatale è cruciale per lo sviluppo cerebrale, poiché è in questo momento che si formano le connessioni neurali che influenzeranno il comportamento e le capacità cognitive dell’individuo per tutta la vita. Recentemente, un team di ricercatori del King’s College London ha condotto uno studio innovativo che ha rivelato differenze significative nella connettività cerebrale tra neonati nati a termine e quelli nati pretermine.
Metodologie di ricerca e risultati innovativi
I ricercatori hanno utilizzato tecniche all’avanguardia per valutare i dati di risonanza magnetica funzionale (fMRI) su 324 neonati nati a termine e 66 neonati pretermine (nati prima delle 37 settimane di gestazione). Hanno esaminato come la connettività cambiava di momento in momento durante il tempo in cui il bambino si trovava nella macchina per la scansione, fornendo così un quadro dinamico. Le ricerche precedenti sui neonati hanno sempre utilizzato una misura di connettività media nel tempo trascorso nella macchina per la scansione.
Il dottor Lucas França, primo autore dello studio e professore assistente in Scienze dell’Informazione e Informatica presso l’Università di Northumbria, ha dichiarato: “Questi risultati sono il frutto dell’adattamento attento di metodologie derivate dai campi dell’informatica e della fisica, specificamente impiegate per svelare le complessità inerenti al cervello neonatale umano. Quando queste metodologie si alleano a tecniche avanzate per ottenere dati senza precedenti come quelli del Progetto Connettoma Umano in Via di Sviluppo, abbiamo un’opportunità unica di approfondire la nostra comprensione del regno in gran parte sconosciuto della dinamica cerebrale nella prima infanzia.”
Sei stati cerebrali distinti
Lo studio ha utilizzato metodi che si addentrano in come la connettività cerebrale fluttua: un metodo che considera i modelli di connettività in tutto il cervello e uno che considera i modelli all’interno di diverse regioni del cervello. Lo studio ha identificato sei diversi stati cerebrali: tre di questi erano in tutto il cervello e tre erano limitati a regioni del cervello (regioni occipitali, sensorimotorie e frontali). Confrontando i neonati nati a termine e pretermine, i ricercatori hanno mostrato che diversi modelli di connettività sono collegati alla nascita pretermine; ad esempio, i neonati pretermine trascorrevano più tempo in stati cerebrali frontali e occipitali rispetto ai neonati a termine. Hanno anche dimostrato che la dinamica degli stati cerebrali alla nascita è collegata a una gamma di risultati dello sviluppo nella prima infanzia.
Implicazioni per lo sviluppo e la salute mentale
La comprensione di come il cervello si sviluppa nei primi giorni di vita è fondamentale non solo per la scienza di base, ma anche per la salute pubblica. C’è una crescente consapevolezza che condizioni come l’ADHD, l’autismo e la schizofrenia hanno le loro origini all’inizio della vita e che lo sviluppo di queste condizioni può essere collegato alla connettività cerebrale neonatale e alle sue fluttuazioni nel tempo.
Collegamenti con i traguardi dello sviluppo
I ricercatori hanno scoperto che i modelli dinamici di connettività cerebrale nei neonati erano collegati a misure di sviluppo del movimento, del linguaggio, della cognizione e del comportamento sociale 18 mesi dopo. Questo suggerisce che le differenze nella connettività cerebrale possono avere implicazioni a lungo termine per lo sviluppo dell’individuo.
La professoressa Grainne McAlonan, coautrice senior dello studio e professore di neuroscienze traslazionali presso il King’s College London, ha affermato: “Questo è un vero passo avanti nell’uso delle tecniche di imaging per indagare come l’attività cerebrale stia continuamente cambiando nella prima infanzia e come ciò fornisca una piattaforma per supportare i successivi traguardi dello sviluppo nell’infanzia. La differenza tra i neonati nati a termine e pretermine suggerisce che il tempo trascorso dentro o fuori dal grembo materno modella lo sviluppo cerebrale. Ora dobbiamo cercare di scoprire se è possibile utilizzare queste intuizioni per identificare e aiutare coloro che hanno bisogno di un supporto aggiuntivo.”
Il Progetto Connettoma Umano in Via di Sviluppo
I dati sono stati ottenuti dal Progetto Connettoma Umano in Via di Sviluppo (dHCP), guidato dal King’s College London e finanziato dal Consiglio Europeo della Ricerca. Fornisce immagini cerebrali ad alta risoluzione di neonati e feti a scienziati di tutto il mondo per supportare numerosi progetti di ricerca di livello mondiale sullo sviluppo cerebrale e sui disturbi della salute cerebrale o mentale.
Il professor David Edwards, investigatore principale del dHCP e capo del Dipartimento di Imaging Perinatale e Salute presso il King’s College London, ha detto: “Questo studio mostra la potenza del grande insieme di dati acquisiti dal Progetto Connettoma Umano in Via di Sviluppo, un programma di scienza aperta finanziato dal Consiglio Europeo della Ricerca e guidato dal King’s College London in collaborazione con l’Imperial College London e l’Università di Oxford. I dati sono liberamente disponibili per i ricercatori che desiderano studiare lo sviluppo del cervello umano.”
In conclusione, lo studio del King’s College London rappresenta un importante passo avanti nella comprensione del cervello neonatale e delle sue implicazioni per lo sviluppo futuro. La scoperta di modelli distinti di connettività cerebrale tra neonati nati a termine e pretermine apre nuove strade per la ricerca e potenzialmente per interventi precoci che possono migliorare la salute e il benessere dei bambini in tutto il mondo.
