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venerdì 19 luglio 2024

NEURONEWS — il Blog di Alberto Arturo Vergani

Alberto Arturo Vergani

Dopo la laurea in scienze cognitive a Milano e il dottorato in informatica e matematica a Varese, vince una posizione a Londra finanziata dal progetto europeo The Human Brain Project (HBP) e poi a Marsiglia, finanziata dall’agenzia nazionale della ricerca francese (ANR Horizontal- V1). Attualmente è ricercatore in neuroscienze presso il laboratorio di Neuroingegneria Computazionale dell'Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa. Tra i suoi temi di ricerca ci sono le patologie neurodegenerative (Alzheimer e Parkinson) e i disordini del neurosviluppo (autismo), che studia mediante le metodologie proprie del calcolo scientifico: simulazione, modellizzazione e analisi avanzata di segnali biologici.

​Lo sport giovanile trasforma il cervello

di Alberto Arturo Vergani - mercoledì 25 ottobre 2023 ore 09:00

Il dipinto di Boccioni ritrae il dinamismo di un calciatore (1913), ed il calcio, come molti sanno, è lo sport più praticato dagli italiani in età giovanile.

Il periodo dell’adolescenza è ricco di cambiamenti anatomici e fisiologici e buona parte di questi adattamenti sono la conseguenza di fattori ambientali, come lo sport praticato. La domanda è dunque la seguente: lo svolgimento di un’attività motoria costante durante lo sviluppo è in grado di trasformare il cervello? Se sì: dove e in che misura?

A questa domanda ha risposto un lavoro di ricerca internazionale (Stati Uniti, Olanda e Spagna), guidato dal dr. Henning Tiemeier, che ha indagato l'impatto dell'attività fisica sul cervello degli adolescenti.

Sono stati coinvolti 1088 giovani cittadini (8-12 anni) di Rotterdam, facenti parte del progetto “Generation R”, cioè un’iniziativa olandese che mira a studiare le cause genetiche ed ambientali delle patologie dello sviluppo. Le persone coinvolte hanno svolto una risonanza magnetica nucleare al momento del reclutamento e dopo 4 anni. Questa tecnica di neuroimmagine permette di calcolare il volume delle strutture cerebrali. La quantità di attività fisica svolta nel quadriennio è stata quantificata mediante questionari.

I risultati mostrano che l’attività fisica trasforma selettivamente l’amigdala, cioè una piccola conformazione di nuclei interconnessi presente in entrambi gli emisferi cerebrali, in particolare nella zona dorso-mediale del lobo temporale. L’amigdala è uno dei più importanti corpi cerebrali capaci di elaborare ed apprendere le risposte emotive; alterazioni del suo funzionamento sono state associate a patologie quali disturbi d’ansia, dell’umore e fobie di varia natura.

Più in dettaglio, lo studio riporta che lo sport eseguito durante lo sviluppo adolescenziale ha influenzato in modo significativo la morfologia dell’amigdala, fino ad aumentarla di circa 3 mm cubi nei soggetti che ne avevano svolta in maggiore quantità. Questo cambiamento può sembrare piccolo se confrontato con la sua volumetria media (circa 1.5 cm cubi), ma l’impatto effettivo del cambiamento riguarda fenomeni di plasticità neurale che sono dell’ordine dei nanometri. Quindi nella volumetria aggiunta, in apparenza ridotta, sono presenti numerosi cambiamenti plastici e metabolici associati ai nuovi circuiti neurali dell’amigdala, che implicano un suo potenziamento nel processare informazioni emotive.

L’amigdala è parte del sistema limbico, ossia una delle porzioni più antiche ed estese del nostro cervello che sostengono le funzioni fondamentali per la conservazione della specie. L’amigdala invia e riceve informazioni dalle cortecce sensoriali (uditive, visive, somatiche, gustative ed olfattive) e dal tronco encefalico. Influenza ed è influenzata dalle cortecce di integrazione sensoriale e dalla corteccia prefrontale (che controlla/inibisce il comportamento). Invia comandi al corpo striato dei gangli della base coinvolti nell’esecuzione corretta del movimento. Comunica con l’ipotalamo per attuare le risposte ormonali e controlla i molteplici sistemi di modulazione neurale basati su neurotrasmettitori. L’amigdala è una struttura piccola come una mandorla, ma di grande importanza funzionale, capace di determinare - per esempio - risposte automatiche come attacco e fuga a fronte di stimoli potenzialmente dannosi.

Dunque, il corretto funzionamento dell’amigdala ci aiuta ad agire velocemente, supportando decisioni rapide e fortemente focalizzate ad un obiettivo. Questa dinamica è esattamente in linea con quella degli sport, dove ci sono avversari da battere o record da infrangere. Quindi azione focalizzata e velocità di esecuzione sono le caratteristiche comportamentali che l’amigdala ci aiuta ad attuare, e come lo studio ha dimostrato, essa stessa è influenzata dai contesti in cui è maggiormente messa all’opera.

Alberto Arturo Vergani

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Riferimenti

● Estévez-López, F., Dall’Aglio, L., Rodriguez-Ayllon, M., Xu, B., You, Y., Hillman, C. H., ... & Tiemeier, H. (2023). Levels of Physical Activity at Age 10 Years and Brain Morphology Changes From Ages 10 to 14 Years. JAMA Network Open, 6(10)

Alberto Arturo Vergani

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