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Cervello Umano

 

Un team di biologi ha trovato delle informazioni inaspettate circa lo sviluppo del cervello, una scoperta che offre nuove intuizioni riguardanti la costruzione del sistema nervoso. La ricerca, pubblicata sulla rivista Science, ha scoperto che la glia, un insieme di cellule non neuronali considerate per lungo tempo come cellule di supporto passivo, sono invece fondamentali per lo sviluppo delle cellule nervose del cervello.

Il Dott. Vilaiwan Fernandes, un borsista di post-dottorato del Dipartimento di Biologia dell'Università di New York e autore principale dello studio, ha affermato: "I risultati ci portano a rivedere la teoria spesso neuro-centrica dello sviluppo del cervello considerata fino ad ora, per apprezzare i contributi delle cellule non neuronali, come la glia. Infatti, il nostro studio ha mostrato che le questioni fondamentali dello sviluppo del cervello per quanto riguarda la tempistica, l'identità e il coordinamento della nascita delle cellule nervose possono essere comprese solo quando è considerato il contributo gliale."

Il cervello è costituito essenzialmente da due tipi di cellule, quelle nervose o neuroni e quelle della glia o gliali, che sono cellule non nervose le quali costituiscono più della metà del volume del cervello. I neurobiologi tendevano a concentrarsi sul primo gruppo, perché queste sono le cellule che formano le reti che trattano le informazioni. Tuttavia, data la preponderanza della glia nel cervello, i ricercatori della NYU hanno ipotizzato che potrebbero svolgere una parte fondamentale nello sviluppo del cervello.
Per esplorare questo fatto, hanno esaminato il sistema visivo del moscerino della frutta. Questa specie è un organismo usato spesso come modello per questa linea di studio, perché il suo sistema visivo, come quello dell'uomo, contiene minuscole cellule che rilevano e trasformano la luce proveniente da tutto il campo visivo. Questa dinamica è di particolare interesse per gli scienziati perché, man mano che il cervello si sviluppa, deve coordinare l'aumento dei neuroni della retina con altri neuroni in regioni lontane del cervello.

Nel loro studio i ricercatori della NYU hanno scoperto che il coordinamento dello sviluppo delle cellule nervose è raggiunto per mezzo di una popolazione di cellule gliali, che trasmette segnali dalla retina al cervello per ottenere la formazione di neuroni. "Agendo in qualità di intermediario di segnalazione, la glia esercita un controllo preciso non solo su quando e dove un neurone deve nascere, ma anche sul tipo di neurone che si svilupperà", ha osservato il Prof. Claude Desplan, autore maggiore della ricerca.

Un altro studio pubblicato sul Journal of the American Medical Psychiatry Association ha esaminato gli effetti dell'esposizione prenatale a contaminanti ambientali, in rapporto ai problemi cognitivi e comportamentali che sono presenti più tardi nell'infanzia. Lo studio ha specificamente valutato gli effetti degli inquinanti ambientali chiamati idrocarburi policiclici aromatici o PAH. Questi inquinanti sono neurotossici e vengono prodotti in seguito alla combustione incompleta di materiali organici. Ad esempio, i PAH sono prodotti dai veicoli a benzina e diesel. Inoltre, possono essere prodotti bruciando carbone e olio. Altre fonti di PAH comprendono il fumo di tabacco e quello derivante dal riscaldamento dell'acqua delle case. È noto che questi inquinanti possono influenzare lo sviluppo del cervello in utero.

Lo studio ha cercato di determinare gli effetti dell'esposizione prenatale ai PAH sulla struttura del cervello e sui successivi cambiamenti cognitivi e comportamentali nell'infanzia. Lo studio comprendeva donne che vivevano in varie parti di New York, reclutate attraverso le loro cliniche prenatali fra il febbraio 1998 e il marzo 1996. Le donne sono coinvolte nello studio avevano un'età compresa fra i 18 e i 35 anni, non fumatrici, senza diagnosi di diabete, ipertensione o HIV. Il follow-up ha avuto luogo dalla fase fetale dei bambini fino ai 9 anni di età.

I risultati hanno evidenziato una corrispondente diminuzione della materia bianca nel cervello dei bambini con esposizione aumentanta prenatale ai PAH. La riduzione della materia bianca è stata notata quasi esclusivamente nell'emisfero sinistro del cervello. Una valutazione dei bambini all'età di sette anni ha dimostrato che la velocità di elaborazione durante i test di intelligenza era significativamente ridotta con l'aumentata esposizione ai PAH prenatale. Inoltre, i problemi comportamentali e i sintomi di ADHD erano significativamente correlati con la riduzione della materia bianca. Maggiore è la riduzione della materia bianca, maggiore è la riduzione della velocità di elaborazione e l'aumento dei problemi comportamentali.

I ricercatori suggeriscono che l'esposizione prenatale agli inquinanti PAH interferisca nello sviluppo normale del cervello in utero, con conseguente velocità di elaborazione più lenta nei bambini, oltre a sintomi di ADHD e problemi esterificanti. Questi risultati suscitano preoccupazioni per quanto riguarda l'esposizione agli inquinanti atmosferici, in particolare durante i periodi critici di sviluppo cerebrale in utero, nonché preoccupazioni per la salute pubblica in generale.

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