Due assi dello sviluppo della materia bianca

Come matura il cablaggio cerebrale

Dall’apprendere a leggere al gestire le amicizie, l’infanzia e l’adolescenza dipendono dalla maturazione del cablaggio del cervello nei tempi giusti. Questo cablaggio è costituito dalla “materia bianca”: fasci di fibre nervose isolate che permettono alle regioni cerebrali distanti di comunicare. Per anni gli scienziati hanno assunto che ogni via della materia bianca maturasse più o meno in modo uniforme lungo tutta la sua estensione. Questo studio ribalta tale visione, mostrando che il cablaggio cerebrale cresce in due direzioni coordinate, con implicazioni importanti per il pensiero, le emozioni e la salute mentale dei giovani.

Dentro i cavi di comunicazione del cervello

I fasci di materia bianca sono come autostrade che connettono regioni cerebrali lontane. Man mano che i bambini crescono diventando giovani adulti, cambiamenti in queste autostrade — come una maggiore isolazione attorno alle fibre — aiutano i segnali a viaggiare più velocemente e in modo più affidabile. La maggior parte delle ricerche precedenti considerava ogni fascio come un’unità unica, facendo la media delle misure lungo tutta la sua lunghezza. Utilizzando scansioni di risonanza magnetica di diffusione di 2.716 giovani tra i 5 e i 23 anni, tratte da tre grandi dataset, gli autori hanno invece esaminato 100 punti lungo ciascun principale fascio cortico‑corticale. Questo approccio ad alta risoluzione ha permesso di vedere come lo sviluppo differisca dalle parti profonde e centrali di un fascio ai segmenti più superficiali che si diramano vicino alla superficie corticale.

Crescere dall’interno verso l’esterno

Il primo schema principale che il team ha individuato è un asse di sviluppo dal profondo al superficiale. In quasi tutti i fasci studiati, le regioni più profonde — quelle densamente impacchettate nell’interno del cervello — sono cambiate meno durante l’infanzia e l’adolescenza. Al contrario, le porzioni superficiali vicino alla corteccia hanno mostrato variazioni legate all’età molto maggiori. Questo modello è rimasto valido attraverso diverse misure MRI della struttura tissutale, suggerendo che si tratta di una caratteristica robusta della maturazione della materia bianca. I risultati sono coerenti con lavori precedenti su animali e neonati che indicavano che la mielina nella materia bianca profonda si forma precocemente nella vita, mentre le regioni più periferiche continuano a rifinire la loro struttura fino a età più avanzate dell’infanzia.

Collegare i cambiamenti del cablaggio alla scala funzionale corticale

Il secondo schema emerge quando gli autori esaminano come le estremità di ciascun fascio si relazionano alle regioni corticali che collegano. La corteccia stessa è organizzata lungo una gerarchia sensomotoria‑verso‑associativa (S‑A): le aree sensoriali e motorie di base maturano presto, mentre le regioni di ordine superiore coinvolte nella pianificazione, nel pensiero sociale e nel ragionamento astratto si sviluppano più tardi. Lo studio mostra che la materia bianca superficiale vicino alla corteccia sensomotoria, che matura precocemente, tende a raggiungere la maturazione prima, mentre la materia bianca superficiale vicino alla corteccia associativa, che matura più tardi, continua a cambiare fino alla prima età adulta. Nei fasci che connettono tipi di regioni simili — per esempio le aree motorie sinistra e destra collegate tramite il corpo calloso — entrambe le estremità maturano a età quasi coincidenti. Ma nei fasci che attraversano livelli molto diversi della gerarchia, come quelli che vanno dalle regioni visive posteriori alle aree associative frontali, le due estremità possono maturare con anni di differenza.

Due assi che lavorano insieme

Considerati nel loro insieme, i risultati rivelano che lo sviluppo della materia bianca nei giovani segue due assi coordinati. Uno va dal profondo al superficiale: le porzioni interne dei fasci completano in gran parte la loro rapida crescita precocemente nella vita, mentre le porzioni esterne vicino alla corteccia rimangono più plastiche durante gli anni scolari e oltre. L’altro segue la scala funzionale della corteccia: i segmenti superficiali al servizio di regioni sensomotorie più semplici maturano prima, quelli al servizio di regioni associative complesse maturano più tardi. Gli autori suggeriscono che lo sviluppo precoce dei segmenti profondi possa contribuire a garantire una trasmissione del segnale pulita e affidabile riducendo la «diafonia» elettrica tra fibre strettamente impacchettate. Successivamente, cambiamenti più graduali nelle regioni superficiali possono affinare i tempi dei segnali in sincronia con il continuo perfezionamento corticale, sostenendo capacità di pensiero e comportamenti sempre più sofisticati.

Cosa significa per le menti in crescita

Per i non specialisti, il messaggio chiave è che il cablaggio del cervello non matura come un singolo cavo che viene aggiornato in modo uniforme. Piuttosto, cresce dall’interno verso l’esterno e lungo un gradiente dalle funzioni di base a quelle complesse. Questo calendario stratificato e scaglionato probabilmente aiuta i bambini a stabilire prima canali di comunicazione affidabili e poi a raffinarli gradualmente man mano che la vita richiede un pensiero più flessibile e un maggiore controllo emotivo. Il lavoro suggerisce inoltre che interruzioni in uno dei due assi di sviluppo potrebbero influire sul flusso di informazioni nel cervello, contribuendo potenzialmente a difficoltà di apprendimento o a condizioni di salute mentale. Mappando questi due assi, lo studio fornisce un quadro più ricco per comprendere come esperienza, biologia e cablaggio cerebrale interagiscano durante la crescita dei giovani.

Citazione: Luo, A.C., Meisler, S.L., Sydnor, V.J. et al. Two axes of white matter development. Nat Commun 17, 1957 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68714-8

Parole chiave: sviluppo della materia bianca, connettività cerebrale, cervello adolescenziale, gerarchia corticale, risonanza di diffusione