Perinatal environmental enrichment affects murine neonates' brain structure before their active engagement with environment

Ogni creatura vivente porta con sé l'impronta dei suoi primi giorni. Il mondo che un neonato incontra, ancora prima di poter camminare o parlare, lascia un segno su come il suo corpo e la sua mente si sviluppano. Gli scienziati sanno da tempo che un mondo complesso e stimolante può rimodellare il cervello, rendendolo più capace e resiliente. Negli animali adulti, i ricercatori hanno visto chiaramente questo fenomeno: quando i roditori vengono posti in gabbie piene di giocattoli, tunnel e partner sociali, i loro cervelli cambiano fisamente, sviluppando nuove connessioni e strutture, in particolare nell'area responsabile della memoria. Ma una domanda cruciale è rimasta senza risposta: accade lo stesso quando l'animale è ancora un cucciolo? L'ambiente modella il cervello di un neonato che è ancora troppo giovane per esplorare, o l'effetto è riservato a coloro che sono abbastanza grandi da interagire con il mondo?

Un team di ricercatori ha cercato di rispondere a questo quesito osservando i topi durante il periodo perinatale, ovvero il tempo immediatamente precedente e successivo alla nascita. Volevano vedere se l'ambiente in cui viveva la madre potesse cambiare la struttura cerebrale della prole prima che i piccoli avessero qualsiasi contatto diretto con l'esterno. Per fare ciò, hanno allevato alcune madri topo in gabbie standard e silenziose e altre in ambienti arricchiti, pieni di oggetti nuovi e complessità sociale. Hanno atteso che i topolini fossero di sette giorni, un momento in cui i cuccioli sono ancora ciechi, sordi e completamente dipendenti dalle madri. A questa fase, i piccoli non possono arrampicarsi, giocare o risolvere problemi; esistono semplicemente nel nido. I ricercatori hanno poi utilizzato la risonanza magnetica ad alta risoluzione, una potente tecnica di scansione che permette agli scienziati di vedere l'interno del cervello senza tagliarlo, per misurare la struttura fisica di questi cervelli di sette giorni.

Le scansioni hanno rivelato che i cervelli dei neonati erano effettivamente diversi a seconda dell'ambiente in cui avevano vissuto le madri. Tuttavia, i cambiamenti non erano quelli che ci si potrebbe aspettare basandosi sugli studi sui topi adulti. Nei roditori adulti, i cambiamenti più drammatici compaiono solitamente nell'ippocampo, la regione legata all'apprendimento e alla memoria. In questi neonati, l'ippocampo mostrava pochissima differenza. Inveve, i cambiamenti strutturali più significativi apparivano in altre parti del cervello: il romboencefalo, che controlla le funzioni vitali di base; lo striato dorsale, coinvolto nel movimento e nella formazione delle abitudini; e l'habenula mediale, una piccola struttura profonda nel cervello. Ciò suggerisce che il cervello risponda alla complessità ambientale in modo diverso durante lo sviluppo precoce rispetto all'età adulta.

Poiché i topolini erano troppo giovani per interagire con i giocattoli arricchiti o con l'ambiente sociale complesso, i ricercatori si sono chiesti come l'ambiente potesse raggiungere il cervello del neonato. Ipotizzarono che la madre fosse il ponte. Osservarono che le madri negli ambienti arricchiti si comportavano diversamente rispetto a quelle nelle gabbie standard, fornendo uno stile di cura differente ai loro cuccioli. I dati hanno mostrato un legame chiaro: i modi specifici in cui le madri si prendevano cura dei piccoli correlavano direttamente con i cambiamenti strutturali osservati nei cervelli dei piccoli. Inoltre, gli effetti dell'ambiente arricchito e gli effetti della cura materna erano simili, suggerendo che il comportamento della madre sia almeno in parte responsabile del trasmettere i benefici di un mondo complesso alla sua prole. Lo studio conclude che il cervello di un topo in via di sviluppo è plasmato dal suo ambiente, ma per un neonato, ciò avviene non attraverso la propria esplorazione, bensì attraverso la cura alterata che riceve dalla madre.