Un piano genetico influenza lo spessore della corteccia tutta la vita
DIANE RICHMOND
NOTE
E NOTIZIE - Anno XIII – 07 novembre 2015.
Testi pubblicati sul sito
www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind
& Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a
fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta
settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di
studio dei soci componenti lo staff dei
recensori della Commissione Scientifica
della Società.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
Esperienze di vita precoci ed influenze ambientali nel primo periodo della vita possono tracciare un solco profondo nella fisiologia cerebrale e mentale di una persona, così come si deduce dalle osservazioni psicologiche e dagli studi neuroscientifici su modelli animali. Un aspetto particolarmente studiato è l’influenza dello stress sul DNA neuronico, con effetti epigenetici impressionanti. Decenni di ricerche hanno dimostrato l’importanza di protezione e cure parentali per lo sviluppo di una stabilità equilibrata di base ed una reattività misurata, proporzionata agli stimoli ed efficiente, contrapposta ad una instabilità di fondo, con una reattività eccessiva, antieconomica ed inefficiente per l’organismo, quale conseguenza di esperienze traumatiche precoci e mancanza di cure parentali.
Questo tipo di ricerca, anche se ha indagato le fasi precoci dello sviluppo post-natale considerando possibili conseguenze di lunga durata, ha continuato a focalizzare l’attenzione sugli effetti dell’ambiente; ma è lecito chiedersi: è possibile che un pattern genetico di sviluppo corticale continui ad operare durante la vita? È possibile che un tale pattern costituisca un programma interno con il quale devono fare i conti tutte le influenze ambientali? E, infine: è possibile che parametri come lo spessore della corteccia cerebrale nell’invecchiamento fisiologico non dipendano solo dai fattori maggiormente considerati dalla ricerca, quali dieta, attività motoria, stato cerebrovascolare, quadro metabolico, ecc., ma siano in primo luogo influenzati da fattori genetici?
Recenti ricerche hanno dimostrato che rapporti genetici negli adulti possono essere impiegati per ripartire la corteccia cerebrale in regioni di influenza genetica massimale, e un’ipotesi accreditata vuole che eventi neuroevolutivi geneticamente programmati causino un impatto persistente sull’organizzazione della corteccia cerebrale, osservabile dopo decadi.
Anders M. Fjell
ed altri venti colleghi, in uno studio norvegese condotto in collaborazione con
l’Università della California a San Diego, hanno verificato se cambiamenti
dello spessore corticale prodotti nel corso dell’età evolutiva e durante tutta
la vita trovino corrispondenza nei principi di organizzazione genetica che
determinano il calibro della corteccia stessa (Fjell A. M., et al., Development
and aging of cortical thickness correspond to genetic organization patterns. Proceedings of the National Academy
of Sciences USA – Epub ahead of print doi:
10.1073/pnas.1508831112, 2015).
La provenienza degli autori è prevalentemente
la seguente: Department of Neuroscience, Norwegian University of Science and
Techology, Trondheim (Norvegia); Department of Radiology, Rikshospitalet, Oslo
University Hospital, Oslo (Norvegia); Research Group for Lifespan Changes in
Brain and Cognition, Department of Psychology, University of Oslo, Oslo (Norvegia);
Department of Physical Medicine and Rehabilitation, Unit of Neuropsychology,
Oslo University Hospital, Oslo (Norvegia); Department of Medical Imaging, St.
Olav’s Hospital, Trondheim (Norvegia); Departments of Neurosciences,
Psychiatry, Radiology, University of California at San Diego, La Jolla,
California (USA).
[Edited
by John D. E. Gabrieli, Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge,
Massachusetts (USA)].
Il lavoro si è basato sullo studio morfologico dell’encefalo mediante tomografia in risonanza magnetica nucleare (MRI, da magnetic resonance imaging) ed è stato focalizzato sulla realizzazione di stime quantitative morfovolumetriche della topografia corticale. L’osservazione è stata condotta su un campione longitudinale di 974 soggetti, rappresentativi di tutte le fasce di età. Il cervello più giovane esaminato, per lo studio dell’evoluzione morfologica post-natale, è stato quello di un bambino di 4 anni e un mese; il cervello più anziano del campione, per lo studio delle variazioni che accompagnano la senescenza, è stato quello di un volontario di 88 anni e cinque mesi.
Le valutazioni sono state effettuate su 1633 scansioni tomografiche RM, 773 delle quali riguardavano l’età evolutiva e provenivano da bambini di età inferiore ai 12 anni. I patterns topografici delle variazioni di spessore collegate all’età, sono stati comparati con il rapporto genetico fra suddivisioni corticali di massima influenza genetica condivisa, ricavato da un altro campione indipendente. Il dataset di tale campione era sicuramente di straordinaria significatività, oltre che estremamente affascinante, perché relativo a 406 gemelli adulti nell’età media della vita.
La variazione di spessore della corteccia cerebrale, sia in età evolutiva sia nell’età adulta in evidente rapporto con l’invecchiamento, seguivano strettamente l’organizzazione genetica della struttura corticale, con tassi di cambiamento varianti come una funzione della similarità genetica fra regioni.
Le regioni della corteccia cerebrale con una architettura genetica equivalente, presentavano traiettorie di cambiamento strettamente correlate, sia in età evolutiva che in età adulta. Al contrario, le regioni corticali con un basso grado di similarità genetica facevano registrare, sia durante lo sviluppo che in età avanzata, traiettorie di cambiamento eterogenee.
Così, gli effetti dei geni sulle variazioni regionali di calibro corticale nell’età media della vita, possono essere ricondotti a differenze regionali nei tassi di variazioni neuroevolutive ed estrapolati per gli ulteriori assottigliamenti corticali legati all’età.
L’insieme dai dati, per il cui dettaglio si rinvia al testo integrale dell’articolo originale, suggerisce che fattori genetici contribuiscono ai cambiamenti nella corteccia cerebrale che si osservano nel corso di tutta la vita, e richiama ad una prospettiva di lifespan la ricerca finalizzata all’identificazione dei determinanti genetici ed ambientali dello sviluppo e dell’invecchiamento corticale.
L’autrice della nota ringrazia il
professor Giovanni Rossi per la collaborazione e la dottoressa Isabella
Floriani per la correzione della bozza, e invita alla lettura delle recensioni
di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare
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