© Davison et al.
Confronto tra le aree cerebrali attivate in un compito di memoria tra 25 e 33 ani di età (a sinistra) e tra 60 e 75 (a destra)
L'avanzare dell'età lascia un segno evidente nelle scansioni di imaging cerebrale: secondo uno studio pubblicato sulla rivista "PLOS Computational Biology" da Elisabeth Davison della Princeton University, nel New Jersey, e colleghi di altri istituti statunitensi, le aree del cervello che sincronizzano la loro attività durante compiti di memoria diventano sempre più piccole e più numerose.

Una delle tecniche di imaging più utilizzate nel campo delle neuroscienze è la risonanza magnetica funzionale, che consente di ottenere una mappa delle aree del cervello attivate mentre il soggetto è impegnato in uno specifico compito. Gli studi sull'attività cerebrale utilizzano tipicamente un gran numero di misurazioni su un campione di persone, di cui poi vengono calcolati i valori medi. Davison e colleghi hanno introdotto un innovativo metodo per caratterizzare e confrontare tra loro le dinamiche cerebrali di singoli individui.

Gli autori hanno considerato un campione di 77 soggetti tra 18 e 75 anni, e su ciascuno hanno effettuato scansioni di risonanza magnetica funzionale durante test di memoria e di attenzione, oppure a riposo. Hanno poi ricostruito le mappe delle diverse reti di regioni cerebrali coinvolte, le connessioni tra di esse, e la loro evoluzione, mutuando le tecniche matematiche utilizzate nell'analisi degli ipergrafi, un campo della teoria dei grafi in cui si studiano da un punto di vista teorico le possibili connessioni tra oggetti.

I risultati mostrano che in una singola persona il numero di reti di connessioni che si attivano in modo sincrono è costante, entro certi limiti, indipendentemente dal fatto che sia impegnata in un compito di memoria o di attenzione, oppure sia inattiva. Se si confrontano diverse persone, invece, il numero di reti neurali coinvolte varia enormemente.

In particolar modo, durante i compiti di memoria la variabilità tra individui è strettamente correlata all'età. I partecipanti più giovani hanno poche grandi reti sincrone, che collegano quasi l'intero cervello in un'attività coordinata, mentre altri partecipanti mostrano progressivamente schemi di connessioni più piccoli e più numerose. Questo risultato viene interpretato come una perdita di coesione dell'attività cerebrale, anche in assenza di un deficit di memoria.

"Questo metodo caratterizza in modo molto elegante le importanti differenze cerebrali tra diversi individui che sono spesso complesse e difficili da descrivere", ha spiegato Davison. "Ma il risultato forse più importante è che abbiamo messo a punto strumenti potenzialmente molto efficaci per cercare di comprendere in che modo differenti caratteristiche cerebrali siano correlate al comportamento, alla salute e alle malattie".