Il connettoma cerebrale del neonato rivela
infiammazione materna e memoria futura
ROBERTO COLONNA
NOTE
E NOTIZIE - Anno XV – 14 aprile 2018.
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]
Gli autori di un nuovo studio
dimostrano che l’infiammazione materna durante la gravidanza, riconosciuta
mediante IL-6 quale indice infiammatorio, può essere stimata dal connettoma del
cervello del neonato e consente di prevedere la futura prestazione di memoria
di funzionamento (working memory, WM)
della prole.
I progressi compiuti recentemente
nello studio della connettività funzionale in corso di sviluppo stanno
modificando alcuni dei riferimenti tradizionali nell’approccio al cervello
delle fasi più precoci della vita e, soprattutto grazie alle più recenti
tecniche introdotte nelle metodiche di neuroimmagine, stanno fornendo nuove
conoscenze sulle traiettorie di sviluppo della fisiologia dell’encefalo umano.
Su queste nuove nozioni, si sta elaborando una caratterizzazione del processo neuroevolutivo tipico (o
normale), che funga da quadro specifico
di riferimento per la comprensione delle alterazioni dello sviluppo, e in
particolare le differenze nella funzione cerebrale in rapporto ai disturbi
neuroevolutivi e alla psicopatologia. Storicamente, la maggior parte degli
studi sullo sviluppo tipico ed atipico è stata realizzata sulla base
dell’assunzione che la connettività fosse sostanzialmente statica, ossia non
mutasse nel tempo. La comprensione di una realtà dinamica in questo senso è
alla base delle nuove osservazioni sperimentali. Ad esempio, Rashid della Harvard Medical
School di Boston, con numerosi colleghi di altri istituti scientifici, ha
studiato le dinamiche di connettività nello sviluppo tipico per comprenderne i
rapporti con i tratti autistici e i disturbi dello spettro dell’autismo (ASD)[1]. I
ricercatori hanno coniato un nuovo termine per definire il loro approccio: “chronnectomic”, riferendosi alla valutazione di stati
temporanei di connettività usando la fMRI in resting state, grazie alla quale hanno accertato dei rapporti con le
alterazioni associate ad ASD[2].
Questo genere di studi ci
aiuta a comprendere la portata e l’interesse che assumono le nuove osservazioni
sul connettoma del neonato e dei bambini nei primi anni di vita. Lo studio di
Marc D. Rudolph e colleghi, qui recensito, rappresenta una nuova frontiera di
questa ricerca, in quanto consente di risalire dal connettoma del bambino ad
uno stato infiammatorio della madre in gravidanza, capace di incidere su
prestazioni cognitive di base importanti quali quelle della funzione esecutiva.
(Rudolph M. D., et al., Maternal
IL-6 during pregnancy can be estimated from newborn brain connectivity and
predicts future working memory in offspring. Nature Neuroscience - Epub
ahead of print - doi: 10.1038/s41593-018-0128-y, online 9 April, 2018).
La provenienza
degli autori è la seguente: Department of Behavioral Neuroscience, Department
of Psychiatry, Advanced Imaging Research Center, Department of Medical
Informatics and Clinical Epidemiology, Oregon Health & Science University,
Portland, Oregon (USA); Development, Health and Disease Research Program,
University of California at Irvine, California (USA); Humboldt University and
Berlin Institute of Health (BIH), Berlin (Germania).
Numerose linee di evidenza
sperimentale supportano il legame fra infiammazione materna durante la
gravidanza ed aumentata probabilità di disturbi neuroevolutivi e psichiatrici
nella prole. Lo studio longitudinale qui recensito ha cercato di migliorare la
comprensione circa le implicazioni dell’infiammazione materna sistemica durante
la gestazione, rilevata mediante le concentrazioni plasmatiche
dell’interleuchina-6 (IL-6), per lo sviluppo dei sistemi neuronici cerebrali di
grande scala e le abilità connesse con le funzioni esecutive nella prole.
Marc D. Rudolph e colleghi
hanno valutato la concentrazione di IL-6 durante la gravidanza, hanno studiato
la connettività funzionale nel cervello dei neonati mediante la risonanza
magnetica funzionale e, infine, hanno valutato nella prole a due anni di età il
principale processo della funzione esecutiva, ossia la working memory (WM).
L’osservazione ha dimostrato
che la connettività funzionale, all’interno
dei circuiti e tra numerose reti neuroniche, può essere rappresentata in
modelli per stimare le concentrazioni della IL-6 materna durante la gravidanza.
Le regioni cerebrali più massicciamente pesate in questi modelli corrispondono
sostanzialmente a quelle note come mediatrici della WM, in un’estesa
meta-analisi. La IL-6 materna dava direttamente conto di una porzione della
variazione nella WM a due anni di età.
In conclusione, i risultati,
per il cui dettaglio si rinvia al testo integrale dello studio originale,
evidenziano l’associazione dell’infiammazione
materna durante il periodo di gestazione con l’architettura funzionale del cervello in corso di sviluppo e con
l’emergente funzione esecutiva.
L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e
invita alla lettura delle numerose recensioni
di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito
(utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
La Società Nazionale di Neuroscienze BM&L-Italia, affiliata alla International Society of Neuroscience, è registrata presso l’Agenzia delle Entrate di Firenze, Ufficio Firenze 1, in data 16 gennaio 2003 con codice fiscale 94098840484, come organizzazione scientifica e culturale non-profit.
[1] Rashid B., et al. Connectivity dynamics in typical development and its
relationship to autistic traits and autism spectrum disorder. Human Brain Mapping – Epub ahead of
print doi: 10.1002/hbm.24064, Mar 30, 2018.
[2] Ad esempio, il cervello dei bambini affetti da disturbi dello spettro dell’autismo permane per tempi molto più lunghi in uno stato di disconnessione.