LA MATURAZIONE CEREBRALE

Verso la fine degli anni ‘90, una serie di importanti ricerche ha gettato nuova luce su come matura il cervello dall’infanzia all’età adulta. Prima di questi studi, si riteneva che il cervello degli adolescenti fosse già un “prodotto finito”. La tecnica della Risonanza Magnetica (RM) ha reso possibile studiare meglio la maturazione cerebrale: evidenziando che anche durante l’adolescenza, si verifica un notevole sviluppo del cervello che continua fino alla prima età adulta.

Le quattro fasi dello sviluppo cerebrale

Lo sviluppo del cervello può essere diviso in quattro processi:

• PROLIFERAZIONE fase in cui si generano nuovi neuroni
• SINAPTOGENESI  fase in cui avviene la formazione di nuove connessioni (sinapsi) tra neuroni
• PRUNING o sfoltimento sinaptico è il processo in cui vengono eliminate dal cervello le connessioni meno importanti o poco utilizzate
• MIELINIZZAZIONE processo con cui gli assoni delle vie neurali importanti vengono ricoperti da una guaina isolante, la mielina, che li rende più veloci e stabili.

  
  

Gli esseri umani raggiungono la massima densità cerebrale fra il terzo e il sesto mese di vita intrauterina, periodo in cui la proliferazione neurale prenatale raggiunge l’apice. Durante gli ultimi mesi di gestazione, il nostro cervello subisce una drastica riduzione cellulare dal momento che le cellule cerebrali non più necessarie vengono eliminate.

Ciò che gli studi hanno documentato è che esiste una seconda grande fase di sinaptogenesi: tra i 6 e i 12 anni si infittiscono i collegamenti tra i neuroni, formando ciascuno dozzine di sinapsi con altri neuroni e creando nuove vie per gli impulsi nervosi. Lo spessore della materia grigia è massimo quando le ragazze hanno circa 11 anni e i ragazzi 13 (Lenroot & Giedd, 2006).

Successivamente avviene un secondo importante sfoltimento delle connessioni, che si verifica nella preadolescenza e si protrae fin oltre i 20 anni. In questa fase non viene alterato il numero dei neuroni, ma il numero delle sinapsi. Inoltre, il cervello degli adolescenti va incontro ad un aumento della mielinizzazione (e, di conseguenza, della sostanza bianca) migliorando l’efficienza nella conduttività neurale.

Quindi durante l’adolescenza rimangono nel cervello meno connessioni ma più veloci. Le prime regioni del cervello che raggiungono la maturità sono localizzate  nella parte posteriore del cervello. Queste aree aiutano a interpretare, attraverso i nostri sensi, l’esperienza diretta con l'ambiente.

L'ultima parte del cervello a cui lo sfoltimento sinaptico conferisce forma e dimensioni adulte, è la corteccia prefrontale, sede delle cosiddette "funzioni esecutive": pianificazione, definizione delle priorità, organizzazione dei pensieri, controllo degli impulsi, valutazione delle conseguenze delle proprie azioni. In altre parole, l’ultima parte del cervello a maturare è quella coinvolta nella capacità di prendere decisioni ponderate e responsabili.

Il pruning delle connessioni sinaptiche è guidato sia dal corredo genetico che dal principio “ciò che non si usa viene perso” (“use it or lose it”), ovvero la sopravvivenza delle sinapsi è determinata dal loro stesso utilizzo. Oggi si sa che durante il periodo dell’adolescenza le connessioni nel cervello che vengono utilizzate diventano sempre più efficienti, ma se esse non vengono esercitate a sufficienza, potrebbero non sopravvivere al processo di pruning sinaptico.

Bibliografia e Sitografia

• Giedd. J. N. (2004). Structural magnetic resonance imaging of the adolescent brain. Annals of the New York Academy of Sciences, 1021, 77-85.
• Giedd JN, White SL, Celano M. Structural magnetic resonance imaging of typical pediatric brain development. In: Charney DS, Nestler EJ, eds. Neurobiology of mental illness. 3rd ed. New York, NY: Oxford University Press; 2008: 1209-1217.
• Gogtay, N., Giedd, J.N., et al. (2004). Dynamic mapping of human cortical development during childhood through early adulthood. Proceedings of the National Academy of Sciences, 101(21).
• Tapert, S. & Schweinsburg, A.D. (2005). The human adolescent brain and alcohol use disorders (pp 177-197). In M. Galanter(Ed.), Recent developments in alcoholism: Vol XVII. Washington D.C.: American Psychiatric Press.
• Sowell ER, Peterson BS, Thompson PM, Welcome SE, Henkenius AL, Toga AW. Nature Neuroscience. March 2003; 6(3), 309-315. Mapping cortical change across the human life span.
• Sowell ER, Thompson PM, Leonard CM, Welcome SE, Kan E, Toga AW. The Journal of Neuroscience. September 22, 2004; 24(38). Longitudinal mapping of cortical thickness and brain growth in normal children.
• Shaw P, Greenstein D, Lerch J, Clasen L, Lenroot R, Gogtay N, Evans A, Rapoport J, Giedd J. Intellectual ability and cortical development in children and adolescents. Nature 2006;440(7084):676-679.
• Shaw P, Eckstrand K, Sharp W, Blumenthal J, Lerch JP, Greenstein D, Clasen L, Evans A, Giedd J, Rapoport JL. Attention-deficit/hyperactivity disorder is characterized by a delay in cortical maturation. Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America 2007;104(49):19649-19654.
• Winters, K.C., & Lee, S. (2008). Likelihood of developing an alcohol and cannabis use disorder during youth: Association with recent use and age. Drug and Alcohol Dependence, 92, 239-247.
• Giedd N. Adolescent brain maturation. In: Tremblay RE, Barr RG, Peters RDeV, Boivin M, eds. Encyclopedia on Early Childhood Development [online]. Montreal, Quebec: Centre of Excellence for Early Childhood Development; 2010:1-5. Available at: http://www.child-encyclopedia.com/documents/GieddANGxp.pdf. Accessed [02/05/2012].