Smog, gli effetti sullo sviluppo cerebrale nei bambini: i rischi dimostrati dalla scienza

I bambini esposti a livelli più elevati di inquinamento atmosferico nella prima e seconda infanzia hanno connessioni più deboli tra le principali aree cerebrali. A scoprilo, un nuovo studio condotto dal ‘Barcelona Institute for Global Health’ (ISGlobal) i cui risultati, pubblicati su Environment International, evidenziano il potenziale impatto di un’esposizione precoce sullo sviluppo cerebrale.

“Questo è uno dei primi studi a esplorare come l'inquinamento atmosferico influenzi le connessioni cerebrali a riposo, utilizzando scansioni cerebrali effettuate più volte su un ampio gruppo di bambini dalla nascita”, afferma Michelle Kusters, ricercatrice ISGlobal e prima autrice dello studio. Anche per questo, il cambiamento climatico incide sulla nostra salute. 

La scoperta: cosa succede allo sviluppo cognitivo

La ricerca ha evidenziato una ridotta connettività funzionale all'interno e tra alcune reti cerebrali corticali e sottocorticali. Queste reti sono sistemi di strutture cerebrali interconnesse che collaborano per svolgere diverse funzioni cognitive, come il pensiero, la percezione e il controllo del movimento.

Questi risultati confermano quelli di studi precedenti che avevano già associato l'inquinamento atmosferico a cambiamenti nella connettività funzionale delle reti cerebrali, in particolare nei bambini, pur non essendo ancora chiaro il possibile meccanismo alla base dell’influenza sullo sviluppo e sulla maturazione delle reti cerebrali.  

Lo studio su oltre 3.600 bambini

Lo studio ha analizzato i dati di 3.626 bambini misurando la loro esposizione all'inquinamento atmosferico, compresi il particolato (PM2.5 e PM10), il biossido di azoto (NO2) e gli ossidi di azoto (NOX). I ricercato hanno anche valutato connettività cerebrale sia tra reti che al loro interno prendendo in esame 13 reti corticali e tre regioni sottocorticali: l'amigdala, responsabile dell'elaborazione delle emozioni e dell'attivazione delle risposte di sopravvivenza; l'ippocampo, fondamentale per la formazione della memoria e l'orientamento spaziale; e il nucleo caudato, coinvolto nella regolazione del movimento, nella memoria e nel processo decisionale.

Per farlo, hanno utilizzato la tecnica di neuroimaging a riposo effettuandola in due momenti: a circa 10 anni e all’età media 14 anni. L’esposizione all'inquinamento atmosferico, invece, è stata analizzata in due periodi: dalla nascita ai tre anni di età e nell'anno precedente la valutazione con neuroimaging.

Gli effetti dello smog continuano nell’adolescenza

I risultati mostrano che una maggiore esposizione all'inquinamento atmosferico dalla nascita ai tre anni è associata a una minore connettività tra l'amigdala e le reti corticali coinvolte nell'attenzione, nella funzione somatomotoria, che coordina i movimenti del corpo, e nella funzione uditiva. Inoltre, una maggiore esposizione al particolato PM10 nell'anno precedente la valutazione con neuroimaging è stata associata a una minore connettività funzionale tra le reti di salienza e quelle medio-parietali, responsabili della rilevazione degli stimoli ambientali e dell'introspezione e dell'autopercezione.

"Queste associazioni persistono per tutta l'adolescenza, il che potrebbe indicare interruzioni continue e durature nel normale sviluppo delle reti cerebrali dovute all'esposizione all'inquinamento. Questo potrebbe influire sull'elaborazione emotiva e sulle funzioni cognitive – spiega Mònica Guxens, ricercatrice ICREA presso ISGlobal e autrice principale dello studio –. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per confermare questi risultati e comprenderne l'esatto impatto sullo sviluppo cerebrale".  

Variazioni del volume cerebrale  

Lo stesso team di ricercatori ha condotto, anche un altro studio per esaminare la relazione tra l'esposizione all'inquinamento atmosferico durante la gravidanza e l'infanzia e le variazioni del volume cerebrale durante l'adolescenza.

La ricerca ha coinvolto 4.243 bambini appartenenti al gruppo dello studio precedente, sottoposti a ripetute valutazioni della sostanza bianca, della sostanza grigia corticale, del cervelletto e di sette volumi sottocorticali.

I risultati hanno rivelato che l'esposizione all'inquinamento atmosferico durante la gravidanza, in particolare al particolato fine (PM2.5) e al rame, era associata a un volume ridotto dell'ippocampo all'età di 8 anni. Tuttavia, con la crescita, nei bambini si è osservata una "crescita compensatoria" che sembra dimostrare come la plasticità cerebrale, in particolare in quest'area, possa contrastare alcuni degli effetti negativi iniziali dell'esposizione all'inquinamento. Non sono state riscontrate, invece, associazioni significative tra l'inquinamento atmosferico e altri volumi cerebrali, come la sostanza bianca, la sostanza grigia corticale o il cervelletto.  

L’importanza dei cambiamenti 

Secondo il team di ricercatori, questi risultati sottolineano il potenziale impatto a lungo termine dell'esposizione precoce all'inquinamento atmosferico sulla connettività e sullo sviluppo cerebrale. "Sebbene alcune regioni cerebrali possano mostrare una crescita compensatoria, le persistenti interruzioni osservate nelle reti funzionali evidenziano la necessità di ulteriori ricerche sui meccanismi alla base di questi cambiamenti. Data la diffusa esposizione all'inquinamento atmosferico, questi risultati rafforzano l'importanza di politiche volte a ridurre i livelli di inquinamento, in particolare negli ambienti urbani, per salvaguardare lo sviluppo cerebrale dei bambini", afferma Michelle Kusters.