Dall’infanzia alla vecchiaia: le tappe segrete dello sviluppo del cervello umano

Come cambia il nostro cervello nel corso della vita? Uno studio della University of Cambridge, pubblicata su Nature Communications, ha identificato cinque grandi fasi nella sua "architettura", delineate da quattro punti di svolta che in media si verificano a 9, 32, 66 e 83 anni.
Lo studio si basa su 3.802 scansioni di risonanza magnetica diffusiva (dMRI) raccolte da persone tra 0 e 90 anni: una mole di dati che ha permesso ai ricercatori di tracciare con precisione come la struttura cerebrale si rimodelli nel tempo.
I risultati evidenziano come lo sviluppo cerebrale non segua un percorso lineare, ma attraversi trasformazioni discrete legate alle funzioni cognitive predominanti nelle diverse epoche della vita.

Dall’infanzia ai 9 anni: consolidamento e crescita

La prima fase, dall'infanzia alla soglia dei nove anni, è caratterizzata da un processo di consolidamento delle connessioni sinaptiche, con un picco di crescita di sostanza grigia e bianca e stabilizzazione delle pieghe corticali. Questo periodo coincide con un aumento della capacità cognitiva e con una maggiore vulnerabilità ai disturbi dello sviluppo.

La lunga adolescenza neurale

La seconda fase, definita adolescenziale, è caratterizzata da un intenso raffinamento della comunicazione tra le regioni cerebrali e da un incremento dell’efficienza delle reti neurali, che raggiunge il massimo nella prima metà dei trent’anni. È anche la fase con la riorganizzazione topologica più marcata di tutte: il cervello ottimizza le connessioni e stabilisce i pattern che sosterranno il funzionamento dell’età adulta.

La stabilità dell’età adulta: dai 32 ai 66 anni

Intorno ai 32 anni ha inizio la fase adulta, la più lunga, durante la quale la struttura cerebrale mostra stabilità relativa e assenza di punti di svolta significativi. In questo periodo si registra una progressiva compartimentazione delle reti, coerente con un plateau di funzioni cognitive e tratti di personalità documentato da studi precedenti.

I cambiamenti dell’invecchiamento

Verso i 66 anni si osserva una riorganizzazione graduale delle connessioni, legata alla riduzione della connettività della sostanza bianca. Inizia così la fase in cui aumenta il rischio di condizioni associate all’età avanzata, come l’ipertensione e il declino cognitivo lieve.

L'ultima fase: la fine dello sviluppo

L’ultima fase si manifesta mediamente dagli 83 anni ed è caratterizzata da un progressivo passaggio da una connettività diffusa a una più locale. Il cervello tende a fare affidamento su un numero più ristretto di regioni, mostrando una minore integrazione delle reti e una maggiore vulnerabilità ai disturbi neurodegenerativi. I dati disponibili per questa fascia sono più limitati, ma suggeriscono una transizione strutturale significativa.

Le conclusioni e i nuovi obiettivi

Secondo i ricercatori, la comprensione di questi punti di svolta potrà contribuire a identificare i periodi in cui la struttura cerebrale è più sensibile a deviazioni legate a condizioni neuroevolutive, disturbi psichiatrici o patologie dell'età avanzata. La ricerca è stata condotta presso la MRC Cognition and Brain Sciences Unit e sostenuta dal Medical Research Council, dalla Gates Foundation e dalla Templeton World Charitable Foundation.
I ricercatori intendono ora approfondire le differenze individuali nei cambiamenti strutturali e collegare i dati ottenuti con misure funzionali e genetiche, con l'obiettivo di definire marcatori precoci di rischio e nuove traiettorie di intervento. Il lavoro fornisce un quadro quantitativo dell'evoluzione cerebrale lungo l'arco della vita, suggerendo che lo sviluppo non procede in modo progressivo ma attraverso trasformazioni discrete.