Cervello adulto: due trasformazioni, a 24 anni e oltre i 60

Uno studio su Nature mappa il cervello e individua due momenti chiave: a 24 anni e dopo i 60.

Intorno ai 24 anni il nostro cervello sembra voltare pagina, lasciandosi alle spalle una fase intensa di riorganizzazione interna. Da lì in avanti si apre un lungo periodo di equilibrio che dura diversi decenni, finché, superata la soglia dei 60 anni, l’attività a livello molecolare torna a muoversi. Questa volta, però, protagoniste del cambiamento sono soprattutto le cellule di supporto che proteggono e vegliano sui neuroni. È quanto emerge da un’ampia ricerca pubblicata su Nature, che ha tracciato l’evoluzione cellulare della corteccia prefrontale dorsolaterale nell’arco di quasi un secolo di esistenza umana.

Il team di scienziati ha esaminato più di 1,3 milioni di nuclei cellulari estratti dal cervello di 284 individui, dai primi anni di vita fino ai 97 anni, dando vita a una delle mappature più accurate mai realizzate sui mutamenti di neuroni e cellule gliali legati all’invecchiamento. Il percorso che emerge è piuttosto definito: profonde trasformazioni durante la crescita, un punto di equilibrio attorno ai 24 anni, una lunga fase di stabilità e infine una nuova fase di fermento biologico dopo i 60 anni.

A 24 anni inizia la lunga fase di equilibrio cerebrale

L’area oggetto dello studio è la corteccia prefrontale dorsolaterale, zona cerebrale deputata a funzioni cruciali come la pianificazione, la memoria di lavoro, il controllo cognitivo e le decisioni. Durante infanzia e adolescenza, la sua struttura cellulare subisce notevoli trasformazioni: neuroni e cellule gliali attraversano stadi di maturazione, i meccanismi di espressione genica si modificano e diverse popolazioni cellulari continuano a definirsi. Successivamente, questo processo rallenta sensibilmente.

Gli studiosi hanno individuato un punto di svolta attorno ai 24 anni, momento a partire dal quale la composizione di gran parte delle sottocategorie cellulari si fa decisamente più stabile. Il cervello continua naturalmente a evolversi e adattarsi, ma rallenta soprattutto quel grande processo di rimodellamento cellulare e molecolare tipico delle fasi precedenti. Questa relativa quiete accompagna gran parte dell’età adulta.

Tra i 20 e i 59 anni, ad esempio, i ricercatori hanno riscontrato nei neuroni ritmi circadiani particolarmente coordinati, con numerosi geni che seguono pattern regolari nell’arco delle 24 ore: una sorta di lunga fase di normale gestione cerebrale. Ma una volta superati i 60 anni, qualcosa torna a muoversi.

Oltre i 60 anni sono le cellule di supporto a trasformarsi

Nella fase avanzata dell’età adulta si manifesta una nuova ondata di attività a livello molecolare. In questo caso, a cambiare maggiormente sono soprattutto astrociti, microglia, oligodendrociti e altre cellule gliali, che svolgono un ruolo fondamentale nel sostenere i neuroni, mantenere l’ambiente cerebrale in equilibrio e partecipare alle risposte immunitarie. Gli autori parlano di una vera e propria riattivazione di programmi molecolari correlati all’invecchiamento. Crescono i geni la cui attività varia con l’avanzare dell’età, e diventano più marcati i processi legati a risposta immunitaria, infiammazione e stress cellulare.

Anche il ritmo interno delle cellule subisce variazioni. Nei campioni più giovani e di mezza età, i neuroni mostravano un’organizzazione molto precisa nell’arco delle 24 ore. Dopo i 60 anni questa sincronia si indebolisce, mentre alcune cellule gliali sviluppano nuovi ritmi molecolari collegati alle risposte da stress.

Come sottolineano i ricercatori della Icahn School of Medicine at Mount Sinai, coinvolti nella più vasta raccolta di studi da cui nasce questo atlante, sembra quindi che il cervello invecchiando modifichi anche la tempistica con cui distribuisce alcune delle proprie attività cellulari.

Patologie diverse, tempistiche diverse

La mappatura diventa particolarmente significativa quando gli studiosi confrontano i mutamenti legati all’età con i geni associati a determinate patologie neurologiche e psichiatriche. I segnali genetici collegati a schizofrenia e disturbo bipolare risultano maggiormente legati ai programmi cellulari attivi nelle prime fasi dello sviluppo. Quelli associati all’Alzheimer, invece, emergono soprattutto nelle cellule gliali che si trasformano durante la tarda età adulta. Non conta quindi solo il tipo di cellula coinvolta, ma anche il momento in cui, nel corso dell’esistenza, determinati programmi biologici si attivano o si spengono.

Un secondo studio, pubblicato quasi in contemporanea su Science, aggiunge un elemento interessante. Analizzando l’ippocampo di adulti di diverse fasce d’età, un altro gruppo di ricerca ha notato proprio tra i 50 e i 75 anni cambiamenti rilevanti nella microglia, le cellule immunitarie del cervello, insieme a modifiche nelle cellule che compongono la barriera ematoencefalica e nell’organizzazione tridimensionale del genoma.

Si tratta di un’osservazione molto più ravvicinata su una regione differente del cervello, che però ricade esattamente nello stesso periodo della vita in cui l’atlante pubblicato su Nature registra la ripresa dell’attività molecolare. Le due ricerche analizzano aspetti diversi con strumenti diversi, ma giungono entrambe alla stessa conclusione: la seconda metà della vita adulta è biologicamente molto più dinamica di quanto suggerisse la vecchia idea di un invecchiamento lento e lineare.

Un cervello che si trasforma per tappe

Il quadro che emerge dallo studio pubblicato su Nature si discosta parecchio dalla classica traiettoria lineare che va dalla crescita al declino. All’inizio ci sono anni di intense trasformazioni. Attorno ai 24 anni arriva una fase di relativa stabilità che si protrae per decenni. Poi, dopo i 60 anni, diverse popolazioni cellulari riprendono a modificare la propria attività, coinvolgendo soprattutto i sistemi preposti al sostegno, alla protezione e alla sorveglianza del tessuto nervoso.

Una mappatura che potrebbe rivelarsi utile per comprendere meglio perché certe malattie si manifestino più frequentemente in determinati periodi della vita, e quali cellule risultino più vulnerabili in ciascuna fase. Per lo stato civile si diventa adulti a 18 anni. Per il cervello, a quanto pare, i tempi sono decisamente meno rigidi.