Microstruttura della materia bianca e la sua associazione con lo sviluppo dell’elaborazione visuo-spaziale durante la prima infanzia

Perché la connettività cerebrale nei neonati è importante

Fin dalle prime settimane di vita, i neonati sono costantemente esposti a stimoli visivi e imparano come raggiungere, afferrare e guardarsi attorno. Queste abilità iniziali, spesso chiamate capacità visuo-spaziali, aiutano i bambini a comprendere dove si trovano gli oggetti e come agire su di essi. Esse costituiscono la base per successi futuri a scuola, nello sport e nella risoluzione dei problemi quotidiani. Questo studio pone una domanda apparentemente semplice: il modo in cui il cervello di un neonato è connesso a un solo mese di età può prevedere come esplorerà i giocattoli e sposterà lo sguardo a sei mesi?

Osservare l’interno del cervello neonatale

Per indagare questa domanda, i ricercatori hanno utilizzato un tipo di risonanza magnetica che traccia il movimento dell’acqua nei tessuti cerebrali, offrendo una finestra sulla struttura dei collegamenti cerebrali, ossia la materia bianca. Novantuno neonati sani di un mese hanno partecipato mentre dormivano naturalmente nello scanner. Seguendo la direzione e la velocità del movimento dell’acqua in diversi percorsi cerebrali, il team ha ottenuto diverse misure dell’organizzazione e della maturità di tali vie. Questo ha permesso di concentrarsi su fasci specifici già noti nei bambini più grandi e negli adulti per sostenere il movimento, l’attenzione e il pensiero spaziale, come le connessioni cerebellari nella parte posteriore del cervello e i tratti vicino alla linea mediana cerebrale.

Comportamenti quotidiani del neonato come prova

Gli stessi neonati sono tornati in laboratorio a sei mesi per semplici valutazioni di gioco che imitano situazioni quotidiane. In un compito, i bambini erano distesi su una colorata coperta a portata di mano di diversi giocattoli. I ricercatori hanno valutato con quale intensità i neonati manipolavano i giocattoli nel tempo, cogliendo sia il loro interesse sia la capacità di coordinare vista e presa. In un altro compito, una coppia di marionette vivaci appariva sopra uno schermo e gli osservatori contavano quante volte i neonati distoglievano lo sguardo dalle marionette per più di pochi secondi. Questo “spostamento dello sguardo” riflette quanto prontamente i neonati riescono a staccarsi da uno stimolo visivo per orientarsi verso un altro, un elemento chiave nell’esplorazione visiva del mondo.

Collegamenti tra connessioni precoci e azioni successive

Quando gli scienziati hanno confrontato le scansioni cerebrali a un mese con i comportamenti a sei mesi, sono emersi schemi chiari. I neonati che in seguito hanno mostrato un gioco con i giocattoli più vigoroso tendevano ad avere una materia bianca più organizzata in due regioni principali: i peduncoli cerebellari superiori sinistro e destro, che collegano il cervelletto al resto del cervello, e il giro cingolato destro, una regione mediana coinvolta nel collegare azioni, emozioni e attenzione. Un’altra misura del movimento dell’acqua nel peduncolo cerebellare superiore destro è risultata correlata a quanto spesso i neonati spostavano lo sguardo lontano dalla scena delle marionette. Nel complesso, questi risultati suggeriscono che già nel primo mese di vita la qualità di alcune vie cerebrali è legata a quanto attivamente i neonati esploreranno e interagiranno con oggetti e scene circostanti.

Sottili indizi su tempistica e differenze di sesso

Lo studio ha anche esaminato se questi legami cervello–comportamento differissero tra maschi e femmine. Alcune analisi preliminari hanno suggerito che certe misure potessero essere più fortemente correlate al gioco con i giocattoli o allo spostamento dello sguardo in un sesso rispetto all’altro. Tuttavia, una volta applicate rigorose correzioni statistiche per ridurre i falsi positivi, queste differenze apparenti non hanno resistito. Ciò suggerisce che eventuali pattern legati al sesso nei primi mesi di vita sono probabilmente piccoli o richiedono campioni più ampi per essere rilevati. Un altro dettaglio interessante è che diversi tipi di misure di diffusione indicavano fasi di sviluppo differenti: una misura associata a una connettività più matura era legata al gioco con i giocattoli, mentre misure più tipiche di stati tissutali precoci erano collegate allo spostamento dello sguardo, suggerendo che questi due comportamenti possono dipendere da circuiti cerebrali che si attivano in tempi leggermente diversi.

Cosa significa per lo sviluppo precoce

Nel complesso, i risultati supportano l’idea che il modo in cui i neonati manipolano i giocattoli e muovono gli occhi non dipenda solo da muscoli e riflessi; è strettamente legato alla crescita di specifiche connessioni cerebrali nelle prime settimane di vita. Sebbene questo lavoro non possa ancora fungere da strumento di screening autonomo, dimostra che metodi avanzati di risonanza magnetica possono rilevare differenze significative nella connettività cerebrale molto prima che i bambini mostrino chiari problemi di apprendimento o attenzione. Con studi più ampi e di più lunga durata, approcci simili potrebbero eventualmente aiutare a identificare i neonati che potrebbero beneficiare di un supporto precoce per le abilità visuo-spaziali e attentive, in un periodo in cui il cervello in sviluppo è particolarmente ricettivo all’esperienza.

Citazione: Javadova, N., DiPiero, M.A., Yoon, C.D. et al. White matter microstructure and its association with visuospatial processing development during early infancy. Sci Rep 16, 14462 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44129-9

Parole chiave: sviluppo cerebrale infantile, elaborazione visuo-spaziale, materia bianca, cervelletto, risonanza magnetica di diffusione