Le infezioni infantili possono aumentare il rischio di sviluppare autismo (ricerca)

Ogni ricerca ha come limite e come punto di forza il fatto di porre la propria attenzione in un aspetto particolare di processi che, non dobbiamo dimenticare, sono sistemi complessi e multifattoriali. Ma osservare con attenzione e quantificare un singolo aspetto di questi processi aiuta a sviluppare una maggiore comprensione se quanto emerso dalla ricerca viene integrato con tutto il resto degli studi ed approfondimenti. 

Un aspetto che emerge con estrema rilevanza nelle osservazioni cliniche degli ultimi decenni è la forte connessione fra alcuni disturbi del neurosviluppo collocati nello spettro degli autismi e fattori di natura immunitaria. Infiammazioni, infezioni, autoimmunità, ecc sono aspetti interessantissimi che hanno bisogno ancora di essere completati con altri tasselli. La ricerca che vi presentiamo oggi, è legata a questo aspetto, e a nostro modesto parere non va letta in modo semplicistico, bensì in questa ottica di complessità.

Secondo un recente studio su larga scala, potrebbe esserci un’associazione tra infezioni infantili e successive diagnosi di disturbo dello spettro autistico (ASD) o disabilità intellettiva (ID).


Håkan Karlsson e colleghi hanno analizzato i dati raccolti su 556.732 bambini svedesi nati tra il 1987 e il 2010, identificando tutti i bambini con trattamento documentato per le infezioni infantili. La loro analisi iniziale ha mostrato un’associazione significativa tra infezioni infantili e successive ASD o ID, con l’associazione più forte per ID. Quando i ricercatori hanno ulteriormente analizzato i loro dati controllando un’ampia gamma di variabili, escludendo i bambini con cause congenite di ASD/ID e confrontando i bambini con i fratelli per tenere conto di fattori sia ereditari che non, l’associazione era più bassa ma statisticamente significativa.

I ricercatori concludono: “Sulla base della nostra analisi dei tempi delle infezioni e delle diagnosi di ASD e ID in questo studio, inclusa un’attenta considerazione della potenziale confusione da parte di fattori familiari condivisi, suggeriamo che le infezioni durante la prima infanzia contribuiscano al rischio di una diagnosi successiva di ID, incluso ID che si verifica in concomitanza con ASD”.

Ricerca originale (accesso gratuito): “Childhood infections and autism spectrum disorders and/or intellectual disability: a register-based cohort study,”  https://jneurodevdisorders.biomedcentral.com/articles/10.1186/s11689-022-09422-4

Autori: Håkan Karlsson, Hugo Sjöqvist, Martin Brynge, Renee Gardner, and Christina Dalman

Fonte:  Journal of Neurodevelopmental Disorders, February 2022 (free online)

Foto Credit: Internet.

 

Più movimento, più vocabolario

Qualche vasca di nuoto probabilmente non trasformerà tua figlia nella prossima Federica Pellegrini, però potrebbe aiutarla a diventare la prossima J.K. Rowling o Susanna Tamaro. Un recente studio condotto da ricercatori dell’Università del Delaware suggerisce che l’esercizio fisico può aumentare la crescita del vocabolario dei bambini. L’articolo, pubblicato sul Journal of Speech Language and Hearing Research, descrive in dettaglio uno dei primi studi sull’effetto dell’esercizio sull’apprendimento del vocabolario nei bambini. A bambini dai 6 ai 12 anni sono state insegnate nuove parole prima di fare una fra queste tre attività: nuotare, prendere parte a esercizi di CrossFit o colorare un disegno. I bambini che hanno nuotato erano il 13% più precisi nei test di follow-up delle parole del vocabolario.

Secondo la ricercatrice capo, Maddy Pruitt, lei stessa un ex nuotatrice universitaria che ora frequenta regolarmente lezioni di CrossFit, i risultati non sono sorprendenti:

“L’attività fisica aiuta a codificare nuove parole”, ha detto, spiegando che l’esercizio è noto per aumentare i livelli di fattore neurotrofico cerebrale (BDNF), una proteina che Pruitt descrive come il “Miracle-Gro del cervello”. Pruitt ha condotto la ricerca come parte del suo Master Capstone Project e si è laureata nel 2020. Ora lavora come logopedista in una scuola elementare nella Carolina del Sud, dove mette in pratica le sue scoperte. “Le mie sessioni sono molto raramente a tavolino”, ha detto. “Porto i bambini al parco giochi o facciamo una passeggiata per la scuola durante le sessioni di logopedia”.

Acquisizione del Linguaggio

La collaboratrice di Pruitt e coautrice, Giovanna Morini, sta accumulando ulteriori dati nel suo laboratorio. Morini, Professore assistente presso il Dipartimento di Scienze e Disturbi della Comunicazione,  sostiene che la maggior parte delle ricerche sull’esercizio fisico lo esaminano dal punto di vista di uno stile di vita sano, senza entrare nell’aspetto dell’acquisizione del linguaggio. Ha affermato  che questa può essere una linea di ricerca particolarmente ricca, e ha già un altro studente che sta conducendo un esperimento simile con i bambini piccoli. “Eravamo così entusiasti di questo studio perché ha applicazione per medici, operatori sanitari ed educatori che possono metterlo in pratica”, ha detto Morini. “È roba semplice, niente fuori dall’ordinario. Ma potrebbe davvero aiutare a migliorare i risultati di molti interventi”.

Ricerca originale (accesso limitato): https://pubs.asha.org/doi/10.1044/2021_JSLHR-20-00359

Autori: Madison Pruitt e Giovanna Morini

Fonte: Journal of Speech, Language, and Hearing Research

Foto Credit: Internet.

ABSTRACT:

Examining the role of Physical Activity on Word Learning in School-Aged Children

Valutazione del ruolo dell’attività fisica nell’apprendimento delle parole nei bambini in età scolare
 

Scopo

Studi precedenti mostrano che c’è un aumento dell’attività cerebrale dopo l’esercizio, portando ad una migliore capacità di ricordare delle parole negli adulti. Lo scopo di questo studio era quello di esaminare se diversi tipi di esercizio (ad esempio, aerobico o anaerobico) possono anche portare a prestazioni migliori durante l’apprendimento del vocabolario nei bambini.

Metodo

Un totale di 48 partecipanti (24 nell’Esperimento 1 e 24 nell’Esperimento 2) di età compresa tra 6 e 12 anni hanno completato un compito di apprendimento di parole. L’insegnamento delle parole si è svolto in una condizione di riposo e di esercizio. Nella misurazione “in riposo”, ai bambini sono stati insegnati i nomi di nuovi oggetti e poi sono stati a colorare per 3 minuti prima di essere testati sulla loro capacità di riconoscere le parole. Nella condizione “di esercizio”, sono stati seguiti gli stessi passaggi, ma invece di colorare, i bambini si sono impegnati in 3 minuti di esercizio aerobico (cioè, nuoto nell’Esperimento 1) o esercizio anaerobico (cioè, un allenamento simile al CrossFit nell’Esperimento 2).

Risultati

Nell’Esperimento 1, l’accuratezza del riconoscimento delle parole era significativamente maggiore per le parole che erano state addestrate nell’esercizio aerobico rispetto alla condizione di riposo. Nell’Esperimento 2, non c’era alcuna differenza significativa nelle prestazioni tra l’esercizio anaerobico e le condizioni di riposo.

Conclusioni

Questi risultati suggeriscono che i benefici precedentemente identificati dell’esercizio sulle abilità linguistiche negli adulti si estendono anche ai bambini in età scolare. Tuttavia, non tutti i tipi di attività fisica portano a questo aumento delle prestazioni, poiché solo l’esercizio aerobico (rispetto a quello anaerobico) ha migliorato la capacità dei bambini di acquisire nuove relazioni parola-oggetto.

Traduzione: Neurosviluppo.it

I neuroni umani sono speciali


Il cervello umano ha preso le distanze dagli altri mammiferi per consentire il pensiero complesso: ha un numero di canali neurali molto inferiore rispetto ad altri mammiferi, il che gli ha permesso di deviare risorse energetiche verso processi cognitivi superiori.


In un articolo publicato il 10 novembre di questo anno sulla prestigiosa rivista Nature, scienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno scoperto che i neuroni umani sono unici rispetto ad altri mammiferi: un minor numero di canali neuronali dedicati alla conduzione del flusso ionico consente di reindirizzare i risparmi energetici ottenuti verso uno sviluppo di connessioni sinaptiche più complesso. Questo meccanismo avrebbe permesso al cervello umano di evolvere verso un livello cognitivo superiore, differenziandosi notevolmente dagli altri mammiferi.I neuroscienziati responsabili del nuovo studio sostengono che la compensazione evolutiva è stata la causa di questa diferenzazione. Si tratterebbe di processi naturali che rispondono a un disegno biologico: una funzione o una caratteristica viene ridotta per favorire l’ulteriore sviluppo di un’altra.

I neuroscienziati del MIT hanno analizzato i neuroni piramidali di diverse specie di mammiferi, tra cui, da sinistra a destra, furetto, cavia, coniglio, uistitì, macaco e umano.

Un cervello più efficiente

 La comunicazione tra i neuroni avviene attraverso impulsi elettrici, che dipendono dai cosiddetti canali neurali. Attraverso di essi si stabilisce il flusso di ioni come potassio e sodio, ma sembra che l’uomo presenti un numero minore di questi canali rispetto ad altri mammiferi. Gli specialisti hanno confrontato questa caratteristica nell’uomo in relazione a specie come toporagno, topo, gerbillo, ratto, furetto, cavia, coniglio, uistitì e macaco.
 
Sebbene sia riconosciuto che l’essere umano ha raggiunto un livello cognitivo superiore, allo stesso tempo non era stato ancora possibile scoprire differenze significative nelle strutture cerebrali, rispetto ad alcuni mammiferi. Fondamentalmente, il cervello umano è costruito come il cervello di un’ampia varietà di mammiferi, quindi i ricercatori sono rimasti sorpresi di trovare prove convincenti che i neuroni umani sono speciali.
 
Gli specialisti hanno scoperto che la riduzione dei canali ionici consente al cervello umano di funzionare in modo più efficiente, deviando le risorse in aree che rendono possibile il pensiero complesso. Hanno anche trovato una condizione speciale nei dendriti, cioè le strutture ramificate situate all’estremità delle cellule nervose, destinate a ricevere impulsi elettrici.

Confronti tra specie diverse

 
In un lavoro precedente, già avevano confrontato i dendriti negli esseri umani con i dendriti nei ratti, in un’analisi che adesso è stata ampliata nel nuovo studio incorporando 10 diverse specie di mammiferi. La conclusione è che la densità dei dendriti, così come la dimensione dei canali neuronali, è chiaramente inferiore negli esseri umani rispetto ai roditori e ad altre specie di mammiferi.
 
Poiché l’energia è necessaria per “pompare” ioni attraverso i dendriti, riducendo al minimo la densità del canale neurale, il cervello umano è stato in grado di reindirizzare i risparmi energetici ad altri siti e funzioni, come reti neurali o processi di sinapsi più veloci e complessi. In definitiva, se il cervello risparmia energia riducendo la densità dei canali ionici, è in grado di spendere quell’energia in altri processi neurali o circuiti cerebrali.
 
Allo stesso tempo, gli scienziati hanno scoperto che la dimensione del cervello di ciascuna specie era direttamente correlata alla densità dei canali neurali. Ciò significa che un certo numero di canali ionici sembrava essere mantenuto per unità di volume, un fatto che li ha resi ancora più sbalorditi dalla densità eccezionalmente bassa di canali ionici nel cervello umano. In studi futuri, i ricercatori hanno deciso di esplorare le pressioni evolutive che potrebbero aver portato a questa differenza, scoprendo esattamente dove viene incanalata l’energia cerebrale supplementare.

Ricerca originale (accesso limitato): https://www.nature.com/articles/s41586-021-04072-3

Autori: Lou Beaulieu-Laroche, Norma J. Brown, Marissa Hansen, Enrique H. S. Toloza, Jitendra Sharma, Ziv M. Williams, Matthew P. Frosch, Garth Rees Cosgrove, Sydney S. Cash and Mark T. Harnett

Fonte: MIT

Foto Credit: Lou Beaulieu-Laroche et alt.

ABSTRACT:

Allometric rules for mammalian cortical layer 5 neuron biophysics

Regole allometriche per la biofisica dei neuroni dello strato corticale 5 dei mammiferi
 
Le proprietà biofisiche dei neuroni sono alla base della elaborazione nel cervello. La dimensione neuronale è un fattore chiave delle caratteristiche input-output di un singolo neurone e varia sostanzialmente tra le specie. Tuttavia, non è noto se specie diverse adattano le proprietà neuronali per garantire il modo in cui i singoli neuroni elaborano le informazioni.
 
Abbiamo caratterizzato i neuroni piramidali corticali dello strato 5 in 10 specie di mammiferi per identificare le relazioni allometriche che regolano il modo in cui la biofisica neuronale cambia rispetto alle dimensioni delle cellule.
 
In 9 delle 10 specie, osserviamo regole comuni che controllano la conduttanza del potassio voltaggio-dipendente e dei canali HCN. Le specie animali con neuroni più grandi, e quindi un rapporto superficie-volume ridotto, mostrano conduttanze ioniche di membrana più elevate.
 
Questa relazione produce una conduttanza conservata per unità di volume cerebrale. Queste regole dipendenti dalle dimensioni determinano cambiamenti ampi ma prevedibili nelle proprietà integrative somatiche e dendritiche. I neuroni umani non seguono queste relazioni allometriche, esibendo conduttanze di potassio e HCN voltaggio-dipendenti molto più basse.
 
Per ciò, i risultati relativi ai neuroni dello strato 5, identificano principi evolutivi conservati per la biofisica neuronale nei mammiferi, nonché caratteristiche specifiche della corteccia umana.
 
Traduzione: Neurosviluppo.it

Un Premio Nobel con molto “senso”

La informazione propriocettiva raggiunge il nostro cervello dai muscoli e dalle articolazioni del nostro corpo. La propriocezione ci racconta la posizione del nostro corpo nello spazio – il feedback ricevuto dai nostri arti e muscoli. Ci aiuta a sapere quando qualcosa è pesante o leggera.
Spesso i bambini con disturbi del neurosviluppo, hanno difficoltà con questo “senso nascosto” e presentano difficoltà di elaborazione propriocettiva che li creano difficoltà per discriminare la quantità di forza o pressione necessaria, e a volte possono rompere oggetti o sbattere porte in modo involontario.
Si tratta di un canale sensoriale troppo spesso sottovalutato che invece a noi appare fondamentale per comprendere alcune alterazioni comportamentali, ma anche per avere consapevolezza del nostro modo di stare nel mondo.
“La nostra capacità di percepire il calore, il freddo e altre sensazioni tattili è essenziale per la sopravvivenza e sostiene la nostra interazione con il mondo che ci circonda. Nella nostra vita quotidiana diamo per scontate queste sensazioni, ma come vengono avviati gli impulsi nervosi in modo che la temperatura e la pressione possano essere percepite? Questa domanda è stata risolta dai vincitori del Premio Nobel di quest’anno.
David Julius ha utilizzato la capsaicina, un composto pungente del peperoncino che induce una sensazione di bruciore, per identificare un sensore nelle terminazioni nervose della pelle che risponde al calore.  Ardem Patapoutian ha utilizzato cellule sensibili alla pressione per scoprire una nuova classe di sensori che rispondono a stimoli meccanici nella pelle e negli organi interni. Queste scoperte rivoluzionarie hanno avviato intense attività di ricerca che hanno portato a un rapido aumento della nostra comprensione di come il nostro sistema nervoso percepisce il calore, il freddo e gli stimoli meccanici. I vincitori hanno identificato i collegamenti critici mancanti nella nostra comprensione della complessa interazione tra i nostri sensi e l’ambiente.

Uno dei grandi misteri che l’umanità deve affrontare è la questione di come percepiamo il nostro ambiente. I meccanismi alla base dei nostri sensi hanno innescato la nostra curiosità per migliaia di anni, ad esempio, come la luce viene rilevata dagli occhi, come le onde sonore influenzano le nostre orecchie interne e come i diversi composti chimici interagiscono con i recettori del nostro naso e della nostra bocca generando odore e gusto. Abbiamo anche altri modi per percepire il mondo che ci circonda. Immagina di camminare a piedi nudi su un prato in una calda giornata estiva. Puoi sentire il calore del sole, la carezza del vento e i singoli fili d’erba sotto i tuoi piedi. Queste impressioni di temperatura, tatto e movimento sono essenziali per il nostro adattamento all’ambiente in continua evoluzione”.

David Julius è nato nel 1955 a New York, negli Stati Uniti. Ha ricevuto un dottorato di ricerca. nel 1984 presso l’Università della California, Berkeley ed è stato borsista post-dottorato alla Columbia University, a New York. David Julius è stato reclutato all’Università della California, San Francisco nel 1989, dove ora è professore.
Ardem Patapoutian è nato nel 1967 a Beirut, in Libano. In gioventù, si è trasferito da una Beirut devastata dalla guerra a Los Angeles, negli Stati Uniti, e ha conseguito un dottorato di ricerca. nel 1996 dal California Institute of Technology, Pasadena, USA. Era un borsista post-dottorato presso l’Università della California, San Francisco. Dal 2000 è uno scienziato presso Scripps Research, La Jolla, California, dove ora è professore. È un investigatore dell’Howard Hughes Medical Institute dal 2014.

Immagini proprietà di © The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Illustrator: Mattias Karlén
Tradotto e adattato da:
MLA style: Press release: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2021. NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach AB 2021. Sun. 24 Oct 2021. <https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2021/press-release/>