Difficoltà di apprendimento. Regioni cerebrali o connettività?

Diverse difficoltà di apprendimento non corrispondono a specifiche regioni del cervello, come si pensava in precedenza, affermano i ricercatori dell'Università di Cambridge.

Invece la scarsa connettività tra "hub" Nel cervello è molto più fortemente correlata alle difficoltà dei bambini.

Tra il 14-30% dei bambini e degli adolescenti di tutto il mondo ha difficoltà di apprendimento abbastanza gravi da richiedere un supporto aggiuntivo. Queste difficoltà sono spesso associate a problemi cognitivi e / o comportamentali. In alcuni casi, i bambini che faticano a scuola ricevono una diagnosi formale di una specifica difficoltà di apprendimento o disabilità, come dislessia, discalculia o disturbo del linguaggio dello sviluppo, o di un disturbo dello sviluppo come deficit di attenzione e disturbo dell'iperattività (ADHD), disprassia, o disturbo dello spettro autistico.

Gli scienziati hanno faticato a identificare aree specifiche del cervello che potrebbero dare origine a queste difficoltà, con studi che hanno coinvolto una miriade di regioni cerebrali. L'ADHD, ad esempio, è stato collegato alla corteccia cingolata anteriore, al nucleo caudato, al pallido, allo striato, al cervelletto, alla corteccia prefrontale, alla corteccia premotoria e alla maggior parte del lobo parietale.

Una potenziale spiegazione è che ogni diagnosi differisce così tanto tra un individuo e l’altro, che ciascuno coinvolge diverse combinazioni di regioni cerebrali. Tuttavia, una squadra di scienziati della MRC Cognition and Brain Sciences Unit dell'Università di Cambridge ha proposto una spiegazione più stimolante: in realtà, non esistono aree cerebrali specifiche che causano queste difficoltà.

Per testare la loro ipotesi, i ricercatori hanno usato l'apprendimento automatico per mappare le differenze cerebrali tra un gruppo di quasi 479 bambini, 337 dei quali erano stati segnalati con problemi cognitivi legati all'apprendimento e 142 da un campione di confronto. L'algoritmo ha interpretato i dati ricavati da una vasta gamma di misure cognitive, di apprendimento e comportamentali, nonché da scansioni cerebrali eseguite utilizzando la risonanza magnetica (MRI).

I risultati sono stati pubblicati su Current Biology.

I ricercatori hanno scoperto che le differenze cerebrali non si associavano ad alcuna etichetta che i bambini avevano dato - in altre parole, non c'erano regioni cerebrali che prevedevano di avere ASD o ADHD, per esempio. Più sorprendentemente, hanno scoperto che le diverse regioni del cervello non avevano nemmeno predetto specifiche difficoltà cognitive - per esempio, non c'era un deficit cerebrale specifico per problemi di linguaggio o difficoltà di memoria.

I ricercatori hanno scoperto che le differenze cerebrali non si associavano ad alcuna etichetta diagnostica che i bambini avevano - in altre parole, non c'erano regioni cerebrali che prevedevano di avere ASD o ADHD, per esempio. Più sorprendentemente, hanno scoperto che le diverse regioni del cervello non avevano nemmeno predetto specifiche difficoltà cognitive - per esempio, non c'era un deficit cerebrale specifico per problemi di linguaggio o difficoltà di memoria.

Invece, il team ha scoperto che il cervello dei bambini era organizzato attorno a hub, come un sistema di traffico efficiente o un social network.

I bambini che avevano hub cerebrali ben collegati avevano o difficoltà cognitive molto specifiche, come scarse capacità di ascolto, o non avevano affatto difficoltà cognitive. Al contrario, i bambini con hub scarsamente collegati - come una stazione ferroviaria con poche o scarse connessioni - avevano problemi cognitivi diffusi e gravi.

"Gli scienziati hanno sostenuto per decenni che esistono regioni cerebrali specifiche che prevedono un particolare disturbo o difficoltà di apprendimento, ma abbiamo dimostrato che non è così", ha affermato il dott. Duncan Astle, autore senior dello studio. "In effetti, è molto più importante considerare il modo in cui queste aree del cervello sono collegate, in particolare se sono collegate tramite hub. La gravità delle difficoltà di apprendimento è stata fortemente associata alla connessione di questi hub, riteniamo che questi hub giochino un ruolo chiave nella condivisione delle informazioni tra le aree cerebrali ".

Il dott. Astle ha affermato che una delle implicazioni del loro lavoro è che suggerisce che gli interventi dovrebbero essere meno dipendenti dalle etichette diagnostiche.

"Ricevere una diagnosi è importante per le famiglie. Può dare un riconoscimento professionale per le difficoltà di un bambino e aprire le porte al supporto specialistico. Ma in termini di interventi specifici, ad esempio da parte degli insegnanti del bambino, possono essere una distrazione."
"È meglio esaminare le loro aree di difficoltà cognitive e come queste possono essere supportate, ad esempio utilizzando interventi specifici per migliorare le capacità di ascolto o le competenze linguistiche, oppure interventi che sarebbero utili per l'intera classe, ad esempio come ridurre la domanda di memoria di lavoro durante l'apprendimento ".

I risultati potrebbero spiegare perché i trattamenti farmacologici non si sono dimostrati efficaci per i disturbi dello sviluppo. Il metilfenidato (Ritalin), ad esempio, usato per trattare l'ADHD, sembra ridurre l'iperattività, ma non risolve le difficoltà cognitive né migliora il progresso educativo. I farmaci tendono a colpire tipi specifici di cellule nervose, ma avrebbero un impatto limitato su un'organizzazione "basata su hub" che è emersa da molti anni.

Mentre è la prima volta che è stato dimostrato che gli hub e le loro connessioni svolgono un ruolo chiave nelle difficoltà di apprendimento e nei disturbi dello sviluppo, la loro importanza nei disturbi del cervello sta diventando sempre più chiara negli ultimi anni. I ricercatori di Cambridge hanno precedentemente dimostrato di svolgere un ruolo importante anche nei disturbi della salute mentale che iniziano ad emergere durante l'adolescenza, come la schizofrenia.

Journal Reference:

Roma Siugzdaite, Joe Bathelt, Joni Holmes, Duncan E. Astle. Transdiagnostic Brain Mapping in Developmental Disorders. Current Biology, 2020; DOI: 10.1016/j.cub.2020.01.078

 

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