Il cervello umano è una delle strutture più complesse dell'universo, contenente miliardi di neuroni e trilioni di interconnessioni sinaptiche. Mentre i geni determinano l'architettura di base del cervello, le esperienze personali ne scolpiscono la forma finale e gli schemi di connessione.
Lo sviluppo cerebrale è un processo dinamico, caratterizzato da fasi che spesso si sovrappongono. Prima della nascita, il cervello in sviluppo possiede il doppio o il triplo dei neuroni presenti nell'adulto. Questi neuroni migrano verso le loro posizioni finali, ramificandosi per stabilire connessioni appropriate. Tuttavia, più del 50% di questi neuroni vengono eliminati tramite apoptosi, un processo influenzato dai livelli di corticosteroidi.

Alla nascita, la neurogenesi cessa nella maggior parte delle regioni cerebrali, sebbene le cellule staminali continuino a generare nuovi neuroni nell'ippocampo per tutta la vita. Nei primi cinque anni, la massa cerebrale cresce significativamente a causa della mielinizzazione, che aumenta la velocità di comunicazione tra i neuroni. Durante l'infanzia, si osserva un'espansione delle ramificazioni assonali e dendritiche e un rapido aumento dei contatti sinaptici. Questa sovrapproduzione di sinapsi viene potata durante la transizione all'età adulta, mantenendo solo le connessioni necessarie per migliorare l'efficienza delle abilità acquisite.

L'esposizione a esperienze precoci ha un impatto significativo sullo sviluppo cerebrale. Il cervello dei mammiferi in via di sviluppo è progettato per acquisire nuove informazioni e sviluppare competenze, funzionando lentamente e richiedendo un grande dispendio metabolico e lunghi periodi di sonno. Durante lo sviluppo, vengono scolpite le connessioni in eccesso e ridondanti per accelerare l'esecuzione delle abilità acquisite e ridurre le richieste metaboliche, sacrificando un certo grado di plasticità. Le prime esperienze, positive o negative, modellano profondamente il cervello, con conseguenze durature.

Il ruolo degli stressors

Uno stressor è un evento che attiva una risposta fisiologica. La National Scientific Council on the Developing Child di Harvard distingue tre tipi di stress: positivo, tollerabile e tossico.

Lo stress positivo rappresenta risposte biologiche acute, moderate e di breve durata, che possono avere effetti benefici come aumentare la vigilanza. Lo stress tollerabile è simile, ma può avere effetti negativi se cronico.
Lo stress tossico, invece, è caratterizzato da un'attivazione forte e cronica del corpo senza fattori protettivi, portando a gravi conseguenze fisiche e mentali.
L'esposizione prolungata allo stress, specialmente durante l'infanzia, può avere gravi conseguenze; di fatti subire un trauma durante l'infanzia implica una sovrapproduzione di cortisolo, ciò comporta effetti neurotossici.

 In particolar modo, l'esposizione allo stress in periodi sensibili dello sviluppo può alterare significativamente il cervello, aumentando il rischio di sviluppare psicopatologie come depressione e PTSD.

Come i geni e il trauma interagiscono

Negli ultimi anni, la ricerca sul ruolo del gene in relazione all’ambiente è aumentata notevolmente. È ormai evidente che il genoma non è immutabile, ma risponde dinamicamente a ciò che lo circonda. L’epigenetica si riferisce a una serie di cambiamenti nella struttura chimica del DNA che possono alterare l’espressione genica senza modificare la sequenza del DNA stesso. L’epigenoma è considerato un’interfaccia tra gene e ambiente (G x E).
Studi hanno dimostrato che sia l'ambiente intrauterino che gli ambienti sociali postnatali possono alterare i segnali genetici, rappresentando un meccanismo attraverso il quale le avversità infantili possono avere effetti duraturi sulla salute. Un gene di particolare interesse è l'FKBP5, che è coinvolto nella regolazione della sensibilità del recettore dei glucocorticoidi. Varianti di rischio di questo gene sono associate a una ridotta sensibilità del recettore, che può portare a una diminuzione del feedback negativo dell'asse HPA, risultando in un "off-switch" più lento per la risposta allo stress e al mantenimento dei glucocorticoidi in assenza di minaccia. Elevati livelli di glucocorticoidi possono interferire con l’espressione genica neurotrofica e la sintesi proteica nel cervello, in particolare nell’ippocampo e nella corteccia prefrontale, causando una riduzione della neurogenesi e della neuroplasticità e una connettività degradata tra queste due regioni. Esistono prove significative di un'interazione tra i polimorfismi dell'FKBP5 e il maltrattamento nella prima infanzia nel predire i sintomi di PTSD negli adulti.

Gli effetti non sono legati alla sola esposizione al trauma, ma risultano significativi in caso di esposizione a traumi infantili, suggerendo una finestra di sviluppo durante la quale le interazioni cellulari mediate da FKBP5 hanno effetti duraturi sulla neurobiologia, aumentando il rischio di sviluppare PTSD in età adulta. Inoltre, ulteriori evidenze indicano che i polimorfismi FKBP5 predicono il rischio di altre psicopatologie, come depressione e psicosi, oltre a influenzare la funzione esecutiva dell’adulto. I cambiamenti epigenetici, sotto forma di attivazione trascrizionale differenziale di FKBP5 mediante l'attivazione del recettore dei glucocorticoidi in presenza di abusi infantili, possono aumentare la reattività di FKBP5; questo porta a cambiamenti a lungo termine nel sistema di risposta allo stress e ad alterazioni dei circuiti neuronali, con conseguente rischio più elevato di disturbi psichiatrici associati a traumi negli adulti.
Le evidenze scientifiche sottolineano il potenziale impatto degli eventi traumatici nelle prime fasi dello sviluppo.

Sviluppo anomalo delle aree cerebrali a seguito di traumi nell’infanzia

Lo stress subito in fase precoce di sviluppo ha effetti su specifiche regioni del cervello, ritenute vulnerabili.
Queste regioni includono quelle che si sviluppano lentamente durante il periodo postnatale, hanno un’alta densità di recettori glucocorticoidi (GC) e continuano a generare nuovi neuroni dopo la nascita. Tra queste regioni cerebrali vulnerabili, l’attenzione della ricerca si è concentrata sull’amigdala, sull’ippocampo e sulla corteccia prefrontale.
 L'ippocampo è particolarmente suscettibile allo stress a causa della sua lunga ontogenesi e neurogenesi, con un’elevata densità di recettori GC. L’esposizione allo stress o ai corticosteroidi può alterare marcatamente la morfologia delle cellule piramidali e può persino causarne la morte. È stata documentata una riduzione del volume dell'ippocampo sinistro negli adulti con traumi infantili e diagnosi di PTSD o disturbo dissociativo dell'identità. I nuclei dell'amigdala sono tra le strutture più sensibili del cervello. Lo stress precoce attenua lo sviluppo del complesso sopra molecolare GABA-A nell'amigdala, riducendo la densità sia dei recettori centrali delle benzodiazepine sia dei recettori GABA-A ad alta affinità, portando alla comparsa di attività simil-convulsive nel lobo temporale o nel sistema limbico. Inoltre, lo stress precoce ha effetti duraturi su l'innervazione della serotonina e della dopamina. Le ricerche scientifiche hanno rilevato che gli adulti esposti a traumi infantili avevano un aumento del volume dell’amigdala destra. La corteccia prefrontale ha l’ontogenesi più ritardata di qualsiasi altra regione del cervello, iniziando a mielinizzare lentamente durante l’adolescenza e proseguendo fino alla terza decade di vita. La PFC ha una densità elevata di recettori dei glucocorticoidi e le proiezioni di dopamina nella PFC sono attivate specificamente in presenza di stress.
Lo stress precoce attiva la PFC in via di sviluppo e ne altera la crescita, con una maturazione precoce evidente nel comportamento del “bambino parentificato”, arrestando così lo sviluppo completo della regione. In uno studio, si è utilizzata la tecnica di coerenza EEG, rilevando che i pazienti pediatrici con storia di abusi avevano emisferi destri significativamente più sviluppati rispetto all’emisfero sinistro, suggerendo uno sviluppo ineguale.

Conclusioni

Il cervello umano è una struttura incredibilmente complessa, e il suo sviluppo è il risultato di una danza intricata tra genetica ed esperienze ambientali.
Comprendere come queste due forze interagiscono e modellano il cervello è essenziale per affrontare le conseguenze che comporta il trauma infantile, così da intervenire efficacemente e tempestivamente.

Gli interventi precoci possono includere il supporto psicologico, modificare gli ambienti di cura rendendoli stabili e sicuri, stilare programmi educativi e terapeutici mirati, costruiti per l’individuo.

Inoltre, è fondamentale supportare i genitori e creare comunità resilienti poiché sono gli elementi cruciali per proteggere i bambini dagli effetti dannosi del trauma.

Bibliografia

• Heim, C., & Binder, E. B. (2012). Current research trends in early life stress and depression: Review of human studies on sensitive periods, gene–environment interactions, and epigenetics. Experimental neurology, 233(1), 102-111.
• Lupien, S. J., Ouellet-Morin, I., Herba, C. M., Juster, R., & McEwen, B. S. (2016). From vulnerability to neurotoxicity: A developmental approach to the effects of stress on the brain and behavior. Epigenetics and neuroendocrinology: clinical focus on psychiatry, Volume 1, 3-48.
• Shonkoff, J. P., Boyce, W. T., & McEwen, B. S. (2009). Neuroscience, molecular biology, and the childhood roots of health disparities: building a new framework for health promotion and disease prevention. Jama, 301(21), 2252-2259.
• Teicher, M. H., Andersen, S. L., Polcari, A., Anderson, C. M., & Navalta, C. P. (2002). Developmental neurobiology of childhood stress and trauma. Psychiatric Clinics, 25(2), 397-426.
• Teicher, M. H., Samson, J. A., Anderson, C. M., & Ohashi, K. (2016). The effects of childhood maltreatment on brain structure, function and connectivity. Nature reviews neuroscience, 17(10), 652-666.
• Xie, P., Kranzler, H. R., Poling, J., Stein, M. B., Anton, R. F., Farrer, L. A., & Gelernter, J. (2010). Interaction of FKBP5 with childhood adversity on risk for post-traumatic stress disorder. Neuropsychopharmacology, 35(8), 1684-1692.