Neuroscienze e dipendenze - Dipartimento per le politiche antidroga

IL CERVELLO DELL’ADOLESCENTE - 55
minare non solo i cambiamenti regionali ma anche quelli
dei circuiti quando si fanno affermazioni sui cambiamenti
che dipendono dall’età nei substrati neurali dello
sviluppo cognitivo.
Studi funzionali di MRI dello sviluppo
cerebrale e comportamentale
Sebbene i cambiamenti strutturali misurati con MRI e
DTI siano stati associati ai cambiamenti di comportamento
durante lo sviluppo, un approccio più diretto per
esaminare l’associazione struttura-funzione consiste nel
misurare cambiamenti nel cervello e nel comportamento
in contemporanea, attraverso la fMRI. La capacità di misurare
cambiamenti funzionali nel cervello in fase di sviluppo
tramite MRI offre un potenziale significativo per
quanto riguarda il campo dello studio dello sviluppo. Nel
presente articolo, l’fMRI fornisce un metodo per limitare
le interpretazioni del comportamento adolescenziale.
Come menzionato in precedenza, si ritiene che lo sviluppo
della corteccia prefrontale svolga un ruolo importante
nella maturazione di capacità cognitive superiori
come la capacità di prendere decisioni e il controllo cognitivo
(Casey, Tottenham, & Fossella 2002b; Casey,
Trainor et al., 1997). Sono stati utilizzati molti paradigmi,
unitamente alla fMRI, al fine di approfondire la
base neurobiologica di tali capacità, come compiti con
flanker, Stroop e go/no-go (Casey, Castellanos et al.,
1997; Casey, Giedd, & Thomas, 2000a; Durston et al.,
2003). Insieme, questi studi dimostrano che i bambini
reclutano distinte, ma spesso più ampie e più diffuse regioni
prefrontali nello svolgimento di tali compiti rispetto
agli adulti. Il pattern di attività delle regioni cerebrali
che sono centrali nello svolgimento di tali compiti
(i.e., correlate alle prestazioni cognitive) si focalizzano o
perfezionano con l’età, mentre l’attività delle regioni non
correlate allo svolgimento di compiti diminuisce con
l’età. Questo pattern è stato osservato sia in studi trasversali
(Brown et al., 2005) che longitudinali (Durston et al.,
2006) e in diversi paradigmi. Sebbene gli studi di neuroimaging
non siano in grado di caratterizzare in modo definitivo
il meccanismo di tali cambiamenti evolutivi (e.g.,
arborizzazione dendritica, potatura sinaptica), i risultati
riflettono lo sviluppo e il miglioramento, di proiezioni
verso e da regioni cerebrali attivate con la maturazione, e
suggeriscono che tali cambiamenti avvengono lungo un
periodo di tempo prolungato (Brown et al., 2005; Bunge,
Dudukovic, Thomason, Vaidya, & Gabrieli, 2002; Casey,
Trainor et al., 1997; Casey et al., 2002a; Crone, Donohue,
Honomichl, Wendelken, & Bunge, 2006; Luna
et al., 2001; Moses et al., 2002; Schlaggar et al., 2002;
Tamm et al., 2002; Thomas et al., 2004; Turkeltaub, Gareau,
Flowers, Zeffiro, & Eden, 2003).
Come può questa metodologia dirci se agli adolescenti
manca in effetti un controllo cognitivo sufficiente
(impulsivi) oppure sono portati a correre rischi in termini
di scelte e azioni Il controllo degli impulsi misurato
attraverso compiti go/nogo dimostrano un pattern lineare
di sviluppo per tutta l’infanzia e adolescenza, come
descritto sopra. Tuttavia, recenti studi di neuroimaging
hanno iniziato ad esaminare l’elaborazione relativa la ricompensa
caratteristica dell’assunzione del rischio negli
adolescenti (Bjork et al., 2004; Ernst et al., 2005; May
et al., 2004). Questi studi si sono concentrati principalmente
sulla regione del nucleo accumbens, una parte dei
gangli basali coinvolta nel predire la ricompensa, invece
di considerare lo sviluppo di tale regione insieme alle regioni
di controllo top-down (corteccia prefrontale). Anche
se in uno studio recente è stata dimostrata un’attività
prefrontale ventrale inferiore rispetto agli adulti durante
un compito decisionale di natura economica sul comportamento
di assunzione del rischio (Eshel, Nelson, Blair,
Pine, & Ernst, 2007).
Nel complesso, pochi studi hanno analizzato come lo
sviluppo dei circuiti per la ricompensa nelle regioni subcorticali
(e.g., nucleo accumbens) cambi in concomitanza
con lo sviluppo delle regioni prefrontali corticali.
Inoltre, rimane ancora relativamente ignoto come questi
cambiamenti neurali coincidono con comportamenti di
ricerca della ricompensa, impulsività e assunzione del rischio.
Il nostro modello neurobiologico propone che la
combinazione di una reattività accentuata alle ricompense
e immaturità delle aree di controllo del comportamento
potrebbe influenzare gli adolescenti nel cercare
vantaggi immediati rispetto a quelli a lungo termine,
forse anche spiegando il loro comportamento più impulsivo
e rischioso nel prendere decisioni. Seguire lo sviluppo
subcorticale (e.g., nucleo accumbens) e corticale
(e.g., prefrontale) del processo decisionale durante l’infanzia
e l’età adulta fornisce limitazioni aggiuntive in
merito al fatto che i cambiamenti evidenziati durante l’adolescenza
siano o meno specifici a questo periodo evolutivo,
oppure se gli stessi riflettono la maturazione che
si verifica gradualmente secondo un pattern abbastanza
lineare dall’infanzia all’età adulta.
Le prove empiriche fornite da un recente studio di
fMRI aiutano a convalidare il modello neurobiologico da
noi proposto e adottano un approccio “transitorio” alla
comprensione dell’adolescenza esaminando i cambiamenti
prima e dopo il periodo adolescenziale. In questo
studio (Galvan et al., 2006), abbiamo esaminato risposte
comportamentali e neurali alle manipolazioni delle
ricompense durante lo sviluppo, concentrandoci sulle regioni
del cervello coinvolte nel comportamento e apprendimento
relativo alle ricompense negli studi di imaging
di animali (Hikosaka & Watanabe, 2000; Pecina,
Cagniard, Berridge, Aldridge, & Zhuang, 2003; Schultz,
2006) e di adulti (e.g., Knutson, Adams, Fong, & Hommer,
2001; O,Doherty, Kringelbach, Rolls, Hornak, Andrews,
2001; Zald et al., 2004) e negli studi sulla tossicodipendenza
(Hyman & Malenka, 2001; Volkow & Li,
2004). In base ai modelli sui roditori (Laviola et al.,