I cervelli più grandi espandono le regioni pensanti, ma a un costo
VIDEO: Big Brain Perks & Costs Dr.Armin Raznahan, NIMH Developmental Neurogenomics Unit
Un nuovo studio ha scoperto che più grande è il cervello, più la sua area aggiuntiva è rappresentata dalla crescita nelle aree pensanti della corteccia o del mantello esterno, a scapito di una crescita relativamente più lenta nelle aree emozionali, sensoriali e motorie di ordine inferiore.
Ciò rispecchia il modello dei cambiamenti cerebrali osservati nell'evoluzione e nello sviluppo individuale, con aree di ordine superiore che mostrano la massima espansione, affermano i ricercatori del National Institute of Mental Health (NIMH).
I ricercatori hanno anche trovato prove che collegano le regioni ad alta espansione a una maggiore connettività tra i neuroni e un maggiore consumo di energia.
"Proprio come sono necessarie parti diverse per ingrandire una casetta da giardino alle dimensioni di una villa, sembra che i grandi cervelli dei primati debbano essere costruiti in proporzioni diverse", ha spiegato Armin Raznahan, MD, Ph.D., del NIMH Programma di ricerca intramurale (IRP).
"È necessario fare un investimento aggiuntivo nella parte che integra le informazioni, ma questo non vuol dire che sia meglio avere un cervello più grande. I nostri risultati parlano di più alle diverse esigenze organizzative di cervelli più grandi e più piccoli ".
Per lo studio, i ricercatori del NIMH, insieme ai colleghi di più di sei centri di ricerca che hanno collaborato, hanno analizzato le scansioni cerebrali di risonanza magnetica di oltre 3.000 persone della Philadelphia Neurodevelopmental Cohort e del Progetto Human Connectome.
Le aree della corteccia che mostrano un'espansione relativamente maggiore nei cervelli più grandi si trovano in cima a una gerarchia di rete e sono specializzate funzionalmente, microstrutturalmente e molecolarmente nell'integrazione di informazioni da sistemi di ordine inferiore, secondo i ricercatori.
Poiché questo tema regge attraverso l'evoluzione, lo sviluppo e la variazione interindividuale, sembra essere una firma biologica profondamente radicata, ha suggerito Raznahan.
“Non tutte le regioni della corteccia sono create uguali. Le regioni ad alta espansione sembrano esigere un costo biologico più elevato ", ha detto. "Vengono spesi" soldi "biologici per far crescere quel tessuto in più. Queste regioni sembrano essere più avide nel consumo di energia. Usano sangue relativamente più ossigenato rispetto alle regioni a bassa espansione. Anche l'espressione genica correlata al metabolismo energetico è maggiore in queste regioni.
"È costoso ed è improbabile che la natura spenda a meno che non ottenga un ritorno sull'investimento".
Poiché le persone con determinati disturbi mentali mostrano alterazioni nelle dimensioni del cervello legate a influenze genetiche, le nuove mappe della corteccia possono migliorare la comprensione dell'organizzazione cerebrale alterata nei disturbi, osservano i ricercatori.
Le regioni in maggiore espansione sono anche implicate in diversi disturbi dello sviluppo neurologico, quindi le nuove intuizioni potrebbero contenere indizi per comprendere come i cambiamenti genetici e ambientali possono avere un impatto sulle funzioni mentali superiori, aggiungono i ricercatori.
"Il nostro studio mostra che ci sono cambiamenti organizzativi coerenti tra cervelli grandi e cervelli piccoli", ha detto Raznahan. "Osservare che il cervello ha bisogno di configurarsi costantemente in modo diverso in funzione delle sue dimensioni è importante per capire come funziona il cervello negli stati di salute e malattia".
Lo studio è stato pubblicato in Scienza.
Fonte: Istituto Nazionale di Salute Mentale
