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Le immagini del cervello rivelano il segreto per un QI più alto
Una nuova ricerca suggerisce che lo strato di isolamento che ricopre il cablaggio neurale nel cervello svolge un ruolo fondamentale nel determinare l'intelligenza. Inoltre, la qualità di questo isolamento sembra essere in gran parte determinata geneticamente, fornendo ulteriore supporto all'idea che il QI sia in parte ereditato.
Cervello pixellato: In basso, un'immagine MRI mostra una fetta del cervello umano. Nella parte superiore è mostrata una porzione ingrandita di questa sezione, creata utilizzando l'imaging a diffusione. Per creare l'immagine, gli scienziati hanno misurato la direzione della diffusione dell'acqua nel tessuto cerebrale. I petali dei fiori in ogni punto mostrano le direzioni di più rapida diffusione. Questi sono allineati lungo i percorsi neurali del cervello, perché l'acqua si diffonde in modo direzionale lungo i fili neurali ben isolati che trasportano i segnali elettrici. Le diverse direzioni di diffusione sono codificate in rosso, verde e blu. In questo esempio, le aree rosso vivo rivelano il tratto di fibra spessa, chiamato corpo calloso , che trasferisce le informazioni tra i lati sinistro e destro del cervello.
I risultati, che derivano da uno studio dettagliato del cervello dei gemelli, suggeriscono come la tecnologia di imaging cerebrale in continuo miglioramento potrebbe far luce su alcune delle nostre caratteristiche più basilari.
Lo studio risponde ad alcune domande fondamentali su come il cervello esprime l'intelligenza, afferma Philip Shaw, psichiatra infantile del National Institute of Mental Health, a Bethesda, MD, che non è stato coinvolto nella ricerca.
I fili neurali che trasmettono messaggi elettrici da cellula a cellula nel cervello sono ricoperti da uno strato grasso chiamato mielina. Proprio come l'isolamento su un filo elettrico, la mielina impedisce alla corrente di fuoriuscire dal filo e aumenta la velocità con cui i messaggi viaggiano attraverso il cervello: maggiore è la qualità della mielina, più velocemente viaggiano i messaggi. Questi tratti ricoperti di mielina costituiscono la materia bianca del cervello, mentre i corpi delle cellule neurali sono chiamati materia grigia.
La materia bianca è invisibile sulla maggior parte delle scansioni cerebrali, ma una variazione recentemente sviluppata della risonanza magnetica, chiamata imaging del tensore di diffusione (DTI), consente agli scienziati di mappare il complesso cablaggio neurale nel nostro cervello misurando la diffusione delle molecole d'acqua attraverso i tessuti. Grazie al rivestimento di mielina grassa, l'acqua si diffonde lungo la lunghezza dei fili neurali, mentre in altri tipi di tessuto cerebrale si muove in tutte le direzioni. I ricercatori possono calcolare la direzione della diffusione più rapida in ogni punto del cervello e quindi costruire un'immagine dei tratti di fibre del cervello. Un cervello ben organizzato ha una mielina ben funzionante, in cui l'acqua può essere vista chiaramente muoversi lungo percorsi specifici. L'imaging a diffusione fornisce un'immagine di quanto siano intatte le connessioni cerebrali, afferma Paul Thompson , neuroscienziato dell'Università della California, Los Angeles, che ha guidato lo studio.
Thompson e i suoi colleghi hanno eseguito scansioni DTI di 92 coppie di gemelli fraterni e identici. Hanno trovato una forte correlazione tra l'integrità della sostanza bianca e le prestazioni su un test QI standard. Andando avanti, penseremo sicuramente alla struttura della materia bianca come un importante contributo all'intelligenza, afferma Da Wedeen , un neuroscienziato del Massachusetts General Hospital di Boston, anch'egli non coinvolto nella ricerca. Cambia anche il modo in cui pensi a ciò che il QI sta misurando, afferma Wedeen. La ricerca è stata pubblicata il mese scorso nel Journal of Neuroscience .
Eredità QI: Confrontando le scansioni cerebrali dei gemelli, gli scienziati hanno scoperto che la qualità del tessuto adiposo che isola i fili neurali è in gran parte ereditata. Il lobo parietale, coinvolto nella logica e nella matematica, è geneticamente determinato per l'85 percento, mentre la corteccia visiva è per il 76 percento circa e il lobo temporale, coinvolto nell'apprendimento e nella memoria, è geneticamente determinato solo per il 45 percento.
Se la materia bianca è collegata sia alla velocità di elaborazione che al QI, ciò solleva la domanda: l'intelligenza è semplicemente una funzione della velocità di funzionamento del cervello? Ricerche precedenti hanno collegato la velocità di elaborazione al QI, ma i test utilizzati nello studio sono misure dell'intelligenza generale, comprese le abilità verbali, la matematica e la logica. La velocità di elaborazione gioca un ruolo importante nella tua intelligenza, ma non è l'unico fattore, afferma Shaw.
Il nuovo studio è tra i primi a collegare una specifica architettura neurale al QI in individui sani. La maggior parte delle persone si è concentrata sulla materia grigia, afferma Shaw. Questa è una buona prova che dovremmo considerare anche la sostanza bianca. Precedenti studi utilizzando DTI hanno collegato il danno della sostanza bianca al morbo di Alzheimer, alcolismo cronico e lesioni cerebrali traumatiche.
I ricercatori dell'UCLA hanno compiuto un ulteriore passo avanti nello studio confrontando l'architettura della materia bianca di gemelli identici, che condividono quasi tutto il loro DNA, e gemelli fraterni, che ne condividono solo la metà. I risultati hanno mostrato che la qualità della sostanza bianca è altamente geneticamente determinata, sebbene l'influenza della genetica vari in base all'area del cervello. Secondo i risultati, circa l'85% della variazione della sostanza bianca nel lobo parietale, che è coinvolta nella matematica, nella logica e nelle abilità visuo-spaziali, può essere attribuita alla genetica. Ma solo il 45% circa della variazione nel lobo temporale, che svolge un ruolo centrale nell'apprendimento e nella memoria, sembra essere ereditato.
Thompson e i suoi collaboratori hanno anche analizzato il DNA dei gemelli e ora stanno cercando variazioni genetiche specifiche legate alla qualità della sostanza bianca del cervello. I ricercatori hanno già trovato un candidato: il gene per una proteina chiamata BDNF, che promuove la crescita cellulare. Le persone con una variazione hanno fibre più intatte, afferma Thompson.
La ricerca delle basi genetiche e neuroanatomiche dell'intelligenza è stata controversa, soprattutto perché gli oppositori temono che genererà una visione deterministica delle abilità e dell'istruzione. Le persone si preoccupano che se qualcosa è genetico, non hanno il potere di influenzarlo, dice Thompson. Ma non è affatto vero. Ad esempio, sia un corridore medio che uno geneticamente dotato possono trarre beneficio dall'allenamento.
Ma il dibattito potrebbe essere discutibile poiché, come sottolinea Wedeen, è improbabile che una scansione cerebrale individuale possa prevedere il QI di una persona. Il rapporto descrive dati aggregati sul numero di individui, dice. Non è come dire che possiamo fare una scansione e determinare l'intelligenza di una persona. Potrebbe essere in vista, ma non lo sappiamo ancora.