Risposte agli input sensoriali nei primi giorni di vita

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Newborn (Betty Pieper)

Secondo un nuovo studio dei ricercatori della Weill Cornell Medicine, la stimolazione sensoriale durante un periodo critico subito dopo la nascita è essenziale per stabilire reti nel cervello che “mappano” le sensazioni e consentono lo sviluppo di comportamenti “normali”. Il lavoro, pubblicato in stampa l’11 luglio sull’importante rivista Neuron, è il primo ad osservare il primo sviluppo funzionale di cellule nervose specializzate, chiamate interneuroni, nei topi durante le prime due settimane dopo la nascita. I risultati suggeriscono che potrebbe esserci una finestra critica precoce per lo sviluppo degli interneuroni nei bambini umani per l’istituzione di risposte sensoriali sane nell’età adulta. Un aspetto importante da capire è come e quando si sviluppano gli interneuroni perché l’aumento delle prove collega l’attività anomala degli interneuroni a disturbi come l’autismo e l’epilessia infantile. Se i circuiti neurali necessari per rispondere agli input sensoriali non si formano correttamente nella prima età, i deficit possono portare a risposte anormali agli input sensoriali e alle relazioni sociali compromesse negli adulti. I topolini non sono in grado di muovere i baffi alla nascita. La stimolazione esterna attraverso il tocco da parte della madre e dei loro fratelli invia messaggi dai baffi al cervello. I topolini acquisiscono la capacità di muovere volontariamente i baffi dopo che gli interneuroni si sono sviluppati e connettono i neuroni sensoriali e centrali in una rete per “mappare” i baffi su un’area specifica del cervello, unendo input sensoriali e movimento muscolare. Per lo studio, i neuroscienziati hanno usato sbuffi d’aria sui baffi dei topolini per simulare le sensazioni tattili che si verificano nel nido. Usando la tecnologia di imaging specializzata, hanno identificato l’area del cervello responsabile della ricezione di messaggi di tocco di baffo. Hanno osservato i cambiamenti quotidiani nell’attività dei singoli neuroni quando i topi erano maturi e hanno scoperto che gli interneuroni si sono sviluppati funzionalmente già sei giorni dopo la nascita. Successivamente, i ricercatori hanno esaminato i topolini che non erano in grado di provare pienamente le sensazioni tattili attraverso i baffi. Mentre i topi crescevano e si sviluppavano negli adulti, ricevevano ancora messaggi sensoriali nelle stesse aree cerebrali dei topi normali. Tuttavia, hanno mostrato una ridotta capacità di distinguere le trame al tatto, indicando che non stavano elaborando correttamente i messaggi sensoriali. Hanno dimostrato che perturbare lo sviluppo delle reti sensoriali durante la finestra critica ha portato a deficit comportamentali di lunga durata nei topi. I risultati gettano luce su come si possono sviluppare deficit cognitivo-sensoriali in disturbi che si presentano durante lo sviluppo del sistema nervoso umano, come il disturbo dello spettro autistico (ASD). Molti bambini con ASD hanno una ridotta capacità di elaborare segnali al cervello forniti dai sensi e di rispondere in modo anormale a stimoli tattili, uditivi e visivi. Attualmente, l’età media della diagnosi per ASD è di circa 4 anni con i disturbi che colpiscono circa 1 su circa 59 bambini negli Stati Uniti. Identificare i primi indizi di ASD è essenziale poiché diagnosi e interventi precoci possono migliorare notevolmente lo sviluppo di un bambino. Questi risultati aprono la strada a ulteriori ricerche su come i neuroni si sviluppino nella finestra critica della vita postnatale nei modelli murini (ratti) di autismo. In futuro, se potessimo osservare i problemi nell’attività degli interneuroni nei bambini nelle prime fasi della vita, potremmo essere in grado di intervenire prima e migliorare i risultati.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Layer I Interneurons Sharpen Sensory Maps during Neonatal Development” by Alicia Che, Rachel Babi, jAndrew F. Iannone, Robert N. Fetcho, Monica Ferrer, Conor Liston, Gord Fishell, and Natalia V. De Marco García in Neuron. Published June 21 2018.

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