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”).

 

Roberto Colonna

BM&L-14 aprile 2018

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

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[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.