Age-related differences in cortical functional connectivity during du al-task walking: a cross-sectional fNIRS study

Camminare è una delle cose più automatiche che un essere umano faccia. Non pensiamo a sollevare un piede, a spostare il peso o a poggiare un tallone; il corpo lo gestisce semplicemente mentre la mente è libera di vagare. Eppure, con l'avanzare dell'età, questo processo automatico spesso inizia a richiedere un'attenzione più consapevole. Il cervello deve lavorare di più per mantenere le gambe in movimento in modo sicuro, specialmente quando la mente sta anche cercando di fare qualcos'altro, come ricordare una lista della spesa o sostenere una conversazione. Questa lotta tra il muovere il corpo e il pensare un pensiero è nota come compito doppio (dual-tasking), ed è qui che i cambiamenti nascosti dell'invecchiamento diventano spesso visibili. Gli scienziati sospettano da tempo che il cervello invecchiante riorganizzi il modo in cui gestisce queste richieste contrastanti, ma osservare esattamente come le diverse parti del cervello comunichino tra loro mentre una persona cammina è stato difficile. Per capire questo, i ricercatori avevano bisogno di un modo per osservare il cervello in azione senza chiedere alla persona di stare immobile in una macchina gigante.

Un team di ricercatori in Cina si è posto l'obiettivo di osservare direttamente questo processo confrontando adulti anziani sani con adulti giovani sani. Hanno utilizzato un dispositivo portatile che emette luce sicura, nel vicino infrarosso, attraverso il cuoio capelluto per misurare il flusso sanguigno negli strati esterni del cervello. Questa tecnologia, chiamata spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso, agisce come una finestra sull'attività cerebrale mentre la persona è libera di muoversi. I ricercatori hanno chiesto a cinquantotto volontari di eseguire tre attività diverse: camminare da soli, sedersi e fare un gioco di parole, e camminare mentre si svolge il gioco di parole contemporaneamente. Il gioco di parole richiedeva ai partecipanti di pensare a parole contenenti caratteri specifici, un compito che richiede concentrazione e memoria. Misurando i modelli di flusso sanguigno durante questi compiti, il team ha potuto vedere come le diverse regioni del cervello si connettessero tra loro per mantenere il corpo in movimento e la mente attiva.

Lo studio ha coinvolto trenta adulti anziani, con un'età mediana di sessantasette anni, e ventotto giovani adulti, con un'età mediana di ventiquattro anni. Prima dell'inizio della scansione cerebrale, i ricercatori hanno confermato che il gruppo degli anziani aveva punteggi leggermente inferiori nei test standard di memoria e velocità di pensiero, il che è tipico per la fascia d'età, ma tutti erano abbastanza sani da camminare e parlare senza difficoltà. I partecipanti indossavano un cappello dotato di sensori che coprivano la parte anteriore e superiore della testa, aree note per essere coinvolte nella pianificazione del movimento e nel pensiero. I ricercatori hanno poi registrato l'attività cerebrale mentre i volontari camminavano lungo un percorso rettilineo, sedevano tranquillamente per recitare numeri e, infine, camminavano generando parole. L'obiettivo era vedere se il modo in cui le regioni cerebrali comunicavano cambiasse quando il compito diventava più difficile, e se tali cambiamenti apparissero diversi per il gruppo degli anziani rispetto al gruppo dei giovani.

I risultati hanno rivelato una chiara differenza nel modo in cui i due gruppi di età gestivano la sfida di camminare mentre si pensa. Per i giovani adulti, i modelli di comunicazione cerebrale rimanevano notevolmente stabili. Che stessero camminando da soli o camminando mentre risolvevano l'enigma di parole, le connessioni tra le diverse parti del loro cervello non cambiavano significativamente. I loro cervelli sembravano gestire il carico mentale extra senza bisogno di riorganizzare le proprie reti interne. Tuttavia, gli adulti anziani mostravano un quadro molto diverso. Quando camminavano mentre pensavano, le connessioni all'interno di aree specifiche del lato destro del loro cervello, in particolare le regioni responsabili della pianificazione e della coordinazione del movimento, diventavano più deboli. Allo stesso tempo, la connessione tra la parte del cervello dedicata al pensiero, situata nella parte anteriore, e una regione vicino all'orecchio che aiuta con il linguaggio e il suono, diventava più forte.

Questo spostamento nel cervello anziano suggerisce che, quando il compito diventa difficile, la rete di comunicazione cambia forma. L'indebolimento delle connessioni nelle aree di pianificazione del movimento potrebbe indicare che queste regioni faticano a mantenere il loro normale livello di coordinazione quando il cervello è anche impegnato con un gioco di parole. Al contrario, il legame più forte tra l'area del pensiero e l'area del linguaggio suggerisce che il cervello anziano stia reclutando aiuto extra da altre parti della rete per far fronte alla richiesta. I ricercatori hanno scoperto che questi cambiamenti non erano casuali; la forza di queste connessioni era legata a quanto bene i partecipanti performavano nei test di memoria e alla velocità con cui si alzavano da una sedia e camminavano. Coloro che avevano connessioni più forti nelle aree del movimento tendevano ad avere punteggi migliori nei test cognitivi, mentre coloro che avevano il legame più forte tra l'area del pensiero e l'area del linguaggio tendevano ad avere modelli di prestazione leggermente diversi.

Lo studio ha anche esaminato quanto bene i partecipanti eseguissero effettivamente i compiti. Durante la camminata con compito doppio, gli adulti anziani generavano meno parole corrette rispetto ai giovani adulti, confermando che il carico mentale era effettivamente più pesante per loro. Tuttavia, i ricercatori hanno notato che non potevano misurare esattamente come cambiassero la velocità di camminata o la stabilità, quindi non potevano dire con certezza se gli adulti anziani sacrificassero la sicurezza del cammino per pensare meglio, o viceversa. Le scoperte erano specifiche del momento della camminata e del pensiero; quando gli adulti anziani stavano solo camminando o solo pensando, le loro connessioni cerebrali apparivano molto simili a quelle del gruppo dei giovani. Ciò implica che le uniche differenze nel modo in cui i loro cervelli sono organizzati diventano evidenti solo quando sono costretti a fare entrambe le cose contemporaneamente.

Queste osservazioni forniscono una visione più chiara di ciò che accade all'interno del cervello invecchiante durante le attività quotidiane complesse. Il fatto che il cervello anziano mostri modelli di connessione differenti solo sotto pressione suggerisce che il cervello stia cercando di adattarsi alla sfida, forse utilizzando percorsi diversi per raggiungere l'obiettivo. Sebbene lo studio non dimostri se questi cambiamenti siano buoni o cattivi, mostra che la rete cerebrale è flessibile e reattiva alle richieste del momento. I ricercatori hanno riconosciuto che il loro campione era modesto e che lo studio era un'istantanea temporanea, quindi non può mostrare come questi modelli cambino nel corso degli anni. Hanno anche notato che il modo specifico in cui il gioco di parole è stato progettato potrebbe aver influenzato i risultati, e che la tecnologia utilizzata vede solo la superficie del cervello. Nonostante questi limiti, il lavoro offre uno sguardo concreto sugli aggiustamenti invisibili che il cervello compie per permetterci di muoverci e pensare, rivelando che il cervello invecchiante non si limita semplicemente a rallentare, ma piuttosto si riconnette in risposta al mondo circostante.