Nuove ricerche esplorano la traiettoria di sviluppo delle reti neurali funzionali globali prima e dopo la nascita. Uno studio recentemente pubblicato sulla rivista PLOS Biology, condotto da Lanxin Ji e Moriah Thomason della New York University School of Medicine, ha rivelato che i dati di imaging cerebrale provenienti da feti e neonati mostrano un rapido aumento della connettività funzionale tra le regioni cerebrali su scala globale alla nascita. Questo picco potrebbe riflettere processi neurali che consentono al cervello di adattarsi all’ambiente esterno.
Comprendere la sequenza e il timing dello sviluppo delle reti neurali funzionali cerebrali all’inizio della vita umana è fondamentale. Tuttavia, molte domande rimangono riguardo a come le reti neurali funzionali del cervello umano emergano e si sviluppino durante la transizione alla nascita.
Per colmare questa lacuna di conoscenza, Thomason e colleghi hanno sfruttato un ampio dataset di imaging a risonanza magnetica funzionale per modellare le traiettorie di sviluppo delle reti neurali funzionali cerebrali che vanno dalle 25 alle 55 settimane di età gestazionale post-concettuale. Il campione finale includeva 126 scansioni fetali e 58 scansioni neonatali da 140 soggetti.
Differenze Regionali nella Connettività Cerebrale
- I ricercatori hanno osservato diversi modelli di crescita in diverse regioni, mostrando che i cambiamenti neurali che accompagnano la transizione alla nascita non sono uniformi in tutto il cervello.
- Alcune aree hanno mostrato cambiamenti minimi nelle correlazioni di connettività funzionale a riposo (RSFC) tra i segnali dipendenti dal livello di ossigeno nel sangue tra le regioni cerebrali quando non viene eseguita alcuna attività esplicita.
- Ma altre aree hanno mostrato cambiamenti drammatici nella RSFC alla nascita. La rete sottocorticale, la rete sensorimotoria e la rete frontale superiore si distinguono come regioni che subiscono una rapida riorganizzazione durante questa fase di sviluppo.
Rete Sottocorticale come Hub di Comunicazione
Un’analisi aggiuntiva ha evidenziato la rete sottocorticale come l’unica regione che ha mostrato un aumento significativo dell’efficienza della comunicazione tra i nodi vicini. Questa regione rappresenta un hub centrale, trasmettendo quasi tutte le informazioni in entrata e in uscita dal e verso il cortice e mediano la comunicazione tra le aree corticali.
D’altra parte, c’è stato un aumento graduale dell’efficienza globale nelle regioni sensorimotorie e parietale-frontali durante il periodo fetale e neonatale, riflettendo probabilmente l’instaurazione o il rafforzamento delle connessioni e l’eliminazione delle connessioni ridondanti.
Secondo gli autori, questo lavoro svela aspetti fondamentali dello sviluppo cerebrale precoce e getta le basi per future ricerche sull’influenza dei fattori ambientali su questo processo. In particolare, ulteriori studi potrebbero rivelare come fattori come il sesso, la prematurità e l’avversità prenatale interagiscano con il timing e i modelli di crescita dello sviluppo delle reti neurali cerebrali dei bambini.
Gli autori aggiungono, “Questo studio documenta per la prima volta il significativo cambiamento delle reti neurali funzionali del cervello durante la transizione alla nascita. Osserviamo che i modelli di crescita sono specifici per regione, con alcune aree del connectome funzionale che mostrano cambiamenti minimi, mentre altre mostrano un aumento drammatico alla nascita.”
Riferimento: Traiettorie di maturazione del connectome funzionale cerebrale umano attraverso la transizione alla nascita di Lanxin Ji, Iris Menu, Amyn Majbri, Tanya Bhatia, Christopher J. Trentacosta e Moriah E. Thomason, 19 novembre 2024, PLOS Biology. DOI: 10.1371/journal.pbio.3002909
