Gli scienziati hanno stimolato elettricamente la corteccia cerebrale di volontari sottoposti a chirurgia dell’epilessia farmacoresistente per misurare il tempo di risposta nelle aree adiacenti del cervello. Una delle scoperte neuroscientifiche più significative del 21° secolo è stata che il cervello umano continua a svilupparsi anche nella terza decade di vita. Questo perché, sebbene inizi ad avvicinarsi alla sua piena dimensione adulta all’età di dieci anni, segue un periodo prolungato di maturazione che continua attraverso l’adolescenza e nella prima età adulta.
Questo processo ha conseguenze al di là della vita dell’individuo come essere isolato, vale a dire per la società nel suo insieme e ha importanti implicazioni per la società. Gran parte di ciò che ora sappiamo sullo sviluppo del cervello è stato tratto da studi di neuroimaging su come la struttura e la funzione dell’organo cambiano nel tempo e dall’esame post mortem della sua struttura microscopica in età diverse.
Velocità di trasmissione
In uno studio recente, Dorien van Blooijs della Mayo Clinic di Rochester e i suoi colleghi hanno adottato un approccio diverso: hanno stimolato elettricamente la corteccia cerebrale in 74 pazienti sottoposti a intervento chirurgico per epilessia resistente ai farmaci, in modo da poter registrare il tempo di risposta nelle aree adiacenti del cervello cervello.
La misurazione del breve ritardo tra lo stimolo e la risposta ha permesso loro di calcolare la velocità di trasmissione neuronale. E poiché i loro pazienti avevano un’età compresa tra 4 e 64 anni, sono stati in grado di vedere come il tasso di trasmissione è maturato durante la prima infanzia e come è cambiato durante l’età adulta.
I ricercatori hanno eseguito queste misurazioni all’interno e tra più regioni del cervello nei lobi frontali, temporali e parietali. I loro risultati, pubblicati su Nature Neuroscience, hanno rivelato variabilità tra i pazienti, ma nel complesso i ritardi di conduzione sono diminuiti durante l’infanzia e l’adolescenza, continuando, nella maggior parte dei pazienti esaminati, anche nell’età adulta. Un paziente di 35 anni aveva la massima velocità di trasmissione.
Le fibre a lungo raggio che collegano regioni cerebrali distanti hanno mostrato i maggiori aumenti della velocità di trasmissione, raddoppiando da 1,5 a 3 metri al secondo nell’infanzia a 3-6 metri al secondo nell’età adulta. La velocità di trasmissione dei collegamenti a corto raggio tra regioni cerebrali vicine ha mostrato aumenti minori, raggiungendo velocità fino a 2 metri al secondo in età adulta.
La velocità di trasmissione è determinata dalla materia bianca, che è costituita dalla mielina, un tessuto adiposo isolante che, nel cervello, è prodotto da cellule non neuronali chiamate oligodendrociti, e che avvolge le fibre nervose in un processo chiamato mielinizzazione. Per analogia, i neuroni mielinizzati sono simili a fili di rame (neuroni) circondati da una guaina di plastica (mielina). I neuroni mielinizzati trasmettono segnali più velocemente dei neuroni senza di essa.
Precedenti studi post mortem hanno suggerito che la mielinizzazione inizia poco prima della nascita e continua nella tarda adolescenza, mentre l’imaging cerebrale mostra che il processo di mielinizzazione inizia intorno ai 30 anni. Ma studi precedenti sulla velocità di trasmissione forniscono risultati molto variabili, con alcuni che mostrano che i ritardi alla guida diminuiscono fino all’età di 20 anni prima di aumentare, e altri che continuano a diminuire fino all’età di 40 anni.
Queste incoerenze nei risultati possono essere dovute al fatto che ciascuno di questi studi ha utilizzato metodi diversi per esaminare diverse regioni del cervello. Negli ultimi anni è anche diventato chiaro che la distribuzione della mielina non è statica, ma piuttosto cambia in risposta alle esperienze quotidiane come l’apprendimento. Questa plasticità della sostanza bianca può essere un altro fattore di confusione in questi studi e una fonte di variabilità in quest’ultimo studio.
Anche così, i nuovi risultati sono generalmente in linea con l’idea che la maturazione del cervello continua nella terza decade di vita, e la scoperta che i tassi di trasmissione continuano ad aumentare durante l’adolescenza e la prima età adulta potrebbe aiutare a spiegare perché condizioni psichiatriche come la schizofrenia tendono a sviluppare durante questa fase della vita.
