Il cervello fragile dell’adolescente - Tratto da Focus on Brain - rivista di neuroscienze -
Giovanni Biggio - Istituto di Neuroscienze CNR Cagliari - Maria Cristina Mostallino - Dipartimento di Scienze della Vita e dell’Ambiente, Università degli Studi di Cagliari
INTRODUZIONE
L’adolescenza è una fase di transizione complessa, compresa tra l’infanzia e l’età adulta. Questa fase della vita è caratterizzata da un rapido incremento delle capacità fisiche e mentali dell’adolescente, migliorano le capacità di apprendimento e comincia ad avere una visione del mondo che lo circonda sempre più astratta e originale, riuscendo a soddisfare le esigenze scolastiche sempre più impegnative e allo stesso tempo mantenere un comportamento imprevedibile e talvolta disinvolto.
Gli adolescenti hanno funzioni emotive molto sviluppate e complesse. Infatti, durante l’adolescenza il tasso di morbilità e mortalità aumenta considerevolmente, quale conseguenza di elevata incidenza di incidenti, suicidi, violenza e maggior frequenza di comportamenti rischiosi.
Molti dei pericoli ai quali l’adolescente va incontro sono dovuti ad un insufficiente autocontrollo, conseguenza della difficoltà a monitorare in modo adeguato le emozioni, le azioni impulsive e più in generale il comportamento disinvolto (Smith K., Nature 2018).
Il comportamento a rischio degli adolescenti è associato a enormi e progressivi processi di maturazione del sistema nervoso centrale, in particolare ai differenti tempi di sviluppo tra i nuclei della regione limbica (nucleo accumbens, amigdala e ippocampo) che mediano i processi emotivi e gratificanti e quelli delle differenti aree della corteccia prefrontale che controllano principalmente i processi emotivi (cognitivi, impulsivi e decisionali) incluso il controllo volontario del comportamento (Casey et al., J Res Adolesc. 2011).
Le modificazioni delle suddette aree cerebrali associate alla maturazione del cervello è oggi possibile studiarle attraverso moderne tecniche non invasive di “Brain Imaging” come la risonanza magnetica (RMN), un metodo sicuro e accurato per studiare l’anatomia e la fisiologia cerebrale a tutte le età.
Questi studi hanno evidenziato che durante l’infanzia la materia grigia e il volume cerebrale aumentano, con una significativa differenza temporale fra i due sessi. Nelle femmine la sostanza grigia raggiunge il massimo spessore verso gli 8/9 anni, nei maschi più tardi verso i 10/11 anni. Il volume cerebrale totale raggiunge il suo massimo sviluppo nelle femmine verso i 10/11 anni e nei maschi verso i 14/15 anni. Questi dati spiegano la differenza temporale tra la maturazione del cervello nelle femmine rispetto ai maschi (Mills et al., Dev Neurosci 2014).
DIFFERENTE SVILUPPO TEMPORALE TRA AREA LIMBICA E CORTECCIA FRONTALE
Gli studi di RMN hanno messo in evidenza che le diverse aree e nuclei del cervello hanno diversi tempi di sviluppo; a) durante l’infanzia maturano per primi i sistemi cerebrali localizzati nel tronco e nella base del cervello preposti al controllo dei parametri vitali e dei riflessi; b) successivamente, negli anni dell’adolescenza si sviluppano e maturano enormemente le aree più profonde, quelle dell’area limbica, associate al cervello emotivo e impulsivo capaci di generare le più profonde emozioni e soprattutto sentimenti di gratificazione e desiderio; c) al contrario, i centri corticali che controllano e codificano le percezioni, i movimenti volontari, le funzioni cognitive, le capacità decisionali e le motivazioni maturano per ultimi. Infatti, a partire dagli 8/9 anni nelle femmine e i 10/11 nei maschi, il volume della sostanza grigia della corteccia frontale diminuisce mentre aumenta quello della sostanza bianca. In particolare, la sostanza grigia della corteccia prefrontale si riduce progressivamente attraverso un fenomeno chiamato di “pruning” (Giedd et al., Neuropsychopharmacol. 2015).
Al termine dell’infanzia la corteccia prefrontale è ricca di neuroni e sinapsi cresciuti in maniera disordinata e in eccesso rispetto a quanto sia effettivamente necessario per un corretto funzionamento neuronale. Durante l’adolescenza, con il fenomeno del “pruning”, le sinapsi sottoutilizzate vengono eliminate, mentre vengono rafforzate quelle in uso. Questo processo si completa tra i 23-25 anni nel sesso femminile e i 27-29 anni nei maschi (Giedd et al., Neuropshychopharmacol. 2015). Al termine del processo di maturazione della corteccia prefrontale, il numero delle sinapsi è quasi dimezzato e il volume della materia grigia significativamente ridotto. Le sinapsi così ridotte, sono più ordinate, robuste, stabilizzate e quindi più funzionali. La corteccia prefrontale appare più compatta, densa ma più sottile, un fenomeno visibile più precocemente soprattutto nel sesso femminile.
La maturazione delle aree corticali inizia dalle aree posteriori del cervello, preposte alla modulazione dei contatti con l’ambiente e al controllo delle funzioni sensoriali e dell’orientamento spaziale per proseguire verso le aree anteriori. Come riportato in precedenza, le ultime aree cerebrali a diventare adulte sono, in ordine di tempo, quelle della corteccia prefrontale capaci di avere un ruolo centrale nel controllo delle funzioni esecutive: working memory, motivazione, capacità decisionale e nell’elaborazione del comportamento adattativo e degli impulsi. Infatti, la corteccia prefrontale (dorso laterale-orbitofrontale) e la stessa corteccia del cingolo sono deputate soprattutto al controllo e alla modulazione delle emozioni, degli impulsi e delle decisioni. Queste sotto aree della corteccia prefrontale rendono possibili la pianificazione per il raggiungimento degli obiettivi e le azioni a lungo termine e inibiscono la tendenza a mettere in atto i comportamenti associati a emozioni sia piacevoli e immediate, che possono essere molto pericolosi che quelli associati a rabbia, disgusto, odio e quindi possibili atti violenti (Dennis et al., NeuroImage 2013).
Parallelamente al fenomeno del pruning, aumenta significativamente di volume la sostanza bianca, fenomeno associato ad un aumento della mielina che avvolge gli assoni, permettendo una maggior connettività tra i neuroni. Infatti, durante questa età aumenta non solo la connettività tra le diverse aree cerebrali, ma anche tra i 2 emisferi cerebrali. Lo sviluppo del corpo calloso, crocevia tra l’emisfero cerebrale sinistro e destro, avviene in modo progressivo dopo l’infanzia (Dennis et al., NeuroImage 2013).
Diversamente dalla corteccia prefrontale, il sistema limbico, che regola le emozioni e il sistema di ricompensa che nel cervello adulto è sotto il controllo costante della corteccia prefrontale, durante l’adolescenza raggiunge il suo massimo sviluppo e, non essendo controllato efficacemente dall’azione inibitoria della corteccia prefrontale, favorisce da parte dei giovani la costante ricerca della novità, del piacere e del rischio spesso attraverso azioni e comportamenti sconsiderati e pericolosi come l’assunzione di sostanze d’abuso, l’uso di armi da fuoco, la guida spericolata di veicoli, eccessiva aggressività, etc. (Telzer et al., PNAS 2014).
VULNERABILITÀ E OPPORTUNITÀ
Le modificazioni nelle traiettorie di sviluppo della sostanza grigia, della sostanza bianca e delle connessioni sinaptiche evidenziate nel cervello dell’adolescente con la RMN dimostrano l’elevata plasticità del cervello degli adolescenti, i quali, più degli adulti e degli anziani, sono capaci di adattarsi ai grossi cambiamenti ambientali a cui vanno incontro e che sta alla base della straordinaria capacità di apprendimento che loro possiedono.
Questa proprietà plastica dei neuroni si riduce con l’età adulta, anche se gli esseri umani mantengono un grado di flessibilità cerebrale molto più a lungo di qualsiasi altra specie. L’elevata plasticità presente soprattutto nei giovani risulta essere di grande beneficio per la nostra specie, ma accanto alle grandi opportunità crea anche grandi vulnerabilità. Infatti, i grandi cambiamenti morfologici e funzionali della sostanza bianca e della sostanza grigia sono dei processi programmati da differenti “cluster” di geni la cui espressione è influenzata da stimoli ambientali attraverso dei meccanismi di tipo epigenetico. Quando i cambiamenti di tipo plastico avvengono in maniera non corretta a causa di alterazioni di tipo genetico o epigenetico, cioè avvengono troppo presto o troppo tardi oppure in maniera troppo veloce o troppo lenta, si ha una elevata vulnerabilità all’insorgenza di diverse malattie mentali tra cui i disturbi d’ansia, il disturbo bipolare, depressione, disturbi dell’alimentazione o psicosi. Un dato sorprendente è che il 50% di queste patologie emerge prima dei 14 anni e il 75% ha inizio entro i 24 anni. Per esempio, la schizofrenia negli adulti è dovuta ad anomalie gravi nello sviluppo del cervello (Keshavan et al., Lancet 2014).
DIVARIO NEL COMPLETAMENTO DELLA MATURAZIONE TRA SISTEMA LIMBICO E CORTECCIA PREFRONTALE
Lo sviluppo del sistema limbico (in viola) che controlla le emozioni e il comportamento impulsivo aumenta con l’inizio della pubertà (tra i 9-12 anni) e raggiunge il suo massimo sviluppo verso i 13-15 anni mentre la corteccia prefrontale (in verde), che tiene a freno le azioni impulsive raggiunge la sua maturazione 10-12 anni più tardi rispetto al sistema limbico. Questo divario temporale nella maturazione di queste due aree spiega alcuni aspetti peculiari del comportamento degli adolescenti come l’elevata reattività emozionale, l’impulsività, la sottovalutazione dei rischi, la ricerca del piacere e la vulnerabilità alle sostanze psicoattive.
CONCLUSIONE
Capire che il cervello degli adolescenti è unico, in rapido cambiamento e quindi fragile, può aiutare i genitori, gli insegnanti, e più in generale gli stessi ragazzi a gestire meglio i rischi e a cogliere le opportunità che l’adolescenza offre.
L’evidenza che la struttura anatomica del cervello dell’adolescente rende questo organo a quella età estremamente fragile offre anche allo specialista medico la possibilità di ottimizzare i differenti interventi terapeutici, farmacologici e non, quando si rendano necessari.
Infine, la grande capacità intrinseca degli adolescenti di adattarsi agli impulsi ambientali pone alcune domande sull’impatto che sta avendo sul loro comportamento quello che viene considerato il più grande cambiamento ambientale nella storia dell’uomo. Infatti il sistema informatico soprattutto negli ultimi 20 anni ha influenzato e continua ad influenzare profondamente il modo in cui gli adolescenti apprendono, socializzano e soprattutto controllano le emozioni.
I giovani hanno sempre avuto tra le mani la meravigliosa opportunità di poter plasmare la loro identità e ottimizzare il loro cervello secondo le proprie scelte per un futuro ricco di informazioni che potrebbe essere radicalmente diverso dalla vita dei loro genitori (Dahal et al., Nature 2018). Per aiutarli a raggiungere questi obiettivi l’attuale società, sulla base delle conoscenze scientifiche raggiunte oggi, dovrà investire molto di più di quanto attualmente viene fatto e soprattutto puntare la più grande attenzione e protezione allo sviluppo sia fisico che psichico delle nuove vite; dal momento del concepimento fino a quando (25-30 anni) il cervello umano diventa adulto.