Effetti teratogeni dell’alcol sul cervello e sul comportamento

I bambini esposti prenatalmente all’alcol possono soffrire di gravi deficit cognitivi e problemi comportamentali, nonché di cambiamenti correlati all’alcol nella struttura del cervello. Studi neuropsicologici hanno identificato deficit nell’apprendimento e nella memoria e nel funzionamento esecutivo sia nei bambini con sindrome alcolica fetale che nei bambini con menomazioni meno gravi. Entrambi i gruppi di bambini mostrano anche comportamenti problematici, come l’uso di alcol e droghe, iperattività, impulsività e scarsa socializzazione e capacità di comunicazione. Gli studi di imaging cerebrale hanno identificato cambiamenti strutturali in varie regioni del cervello di questi bambini tra cui i gangli della base, il corpo calloso, il cervelletto e l’ippocampo che possono spiegare i deficit cognitivi. Gli studi di imaging cerebrale funzionale hanno anche rilevato cambiamenti nei bambini esposti all’alcol indicativi di deficit nell’elaborazione delle informazioni e nelle attività di memoria. PAROLE CHIAVE: sindrome alcolica fetale; esposizione alcolica prenatale; teratogenesi; imaging cerebrale; valutazione neuropsicologica; disturbi cognitivi e della memoria; gangli della base; corpo calloso; cervelletto; ippocampo; elettroencefalografia; risonanza magnetica; tomografia ad emissione di positroni; tomografia computerizzata a emissione di fotoni singoli

L’esposizione prenatale all’alcol può avere effetti avversi gravi e permanenti sui bambini. La portata e la gravità delle condizioni di un bambino dipende da diversi fattori, come la quantità di alcol consumata dalla madre incinta e la frequenza e il momento in cui ha bevuto durante la gravidanza. Il risultato più grave è la sindrome alcolica fetale (FAS), la cui diagnosi si basa su tre criteri: ( 1) carenza di crescita manifestata da una piccola altezza complessiva e da una piccola dimensione della testa (cioè microcefalia); (2) disturbi del sistema nervoso centrale; e (3) un modello distintivo di caratteristiche facciali anormali. Altri bambini con storie di forte esposizione prenatale all’alcol, tuttavia, spesso non soddisfano i criteri diagnostici di FAS. Questi bambini, che in genere non hanno le caratteristiche facciali caratteristiche del FAS, sono stati variamente etichettati come aventi effetti alcolici fetali ( FAE) , disturbo dello sviluppo neurologico correlato all’alcol ( ARND) o esposizione prenatale all’alcol (PEA) . Sia i bambini con FAS che quelli con disturbi correlati possono nascere da donne note per bere in modo episodico pesante o più regolarmente durante la gravidanza. Per il resto di questo articolo, i bambini con storie di esposizione prenatale all’alcol che non soddisfano i criteri diagnostici di FAS sono indicati come FAE o PEA. Quando disponibili, vengono annotati i dati di tali bambini; altrimenti, i risultati presentati in questo articolo si riferiscono a bambini con diagnosi di FAS.

I bambini con storie di forte esposizione prenatale all’alcol mostrano prove di cambiamenti nella struttura e nella funzione del cervello, nonché una varietà di effetti comportamentali presumibilmente derivanti da questo insulto al cervello. La maggior parte della ricerca condotta tra bambini e adolescenti esposti all’alcol si è concentrata sugli effetti strutturali o comportamentali. Solo di recente gli studi hanno iniziato a dimostrare la relazione tra le due aree che i cambiamenti nella struttura del cervello potrebbero influenzare negativamente il comportamento. Questo articolo riassume i risultati degli studi neuropsicologici che analizzano gli effetti teratogeni dell’alcol (cioè dannosi per il feto in via di sviluppo) sul comportamento e degli studi di imaging cerebrale che analizzano gli effetti dell’alcol sulla struttura cerebrale. Mette poi in evidenza le connessioni esistenti tra queste due aree di ricerca. Per una copertura più ampia di questi argomenti, il lettore si riferisce agli articoli di revisione di Mattson e Riley (1998) e Roebuck e colleghi (998) .

Risultati di studi neuropsicologici

Generalmente, una forte esposizione prenatale all’alcol è associata a deficit in un’ampia gamma di aree di funzione, tra cui sia il funzionamento cognitivo ( ad esempio , il funzionamento intellettuale generale, l’apprendimento di nuove informazioni verbali e le prestazioni su compiti visivo-spaziali) che le prestazioni motorie fini e grossolane. Studi neuropsicologici hanno analizzato il deterioramento cognitivo dei bambini con storie di esposizione prenatale all’alcol. Sebbene molti di questi studi si siano concentrati su bambini con diagnosi di FAS, diverse analisi hanno incluso bambini con FAE o PEA. È importante sottolineare che molti studi dimostrano che esistono forti somiglianze tra bambini con FAS e bambini con FAE / PEA.

Ad esempio , gli studi sulla capacità cognitiva complessiva nei bambini FAS riportano tipicamente punteggi medi del QI nell’intervallo di funzionamento borderline ( cioè , nei bassi anni ‘ 70), sebbene possano variare da intellettualmente carenti ( ( punteggi IQ inferiori a 70) a medi ( punteggi IQ tra 90 e 109). I bambini con FAE o PEA mostrano anche deficit nei punteggi di QI, anche se questi deficit in genere non sono così gravi come nei bambini con FAS (Streissguth et al. 1991; Mattson et al. 1997) .

Oltre ai deficit intellettuali o cognitivi complessivi, i ricercatori hanno valutato un’ampia gamma di aree di funzionamento cognitivo nei bambini con FAS, FAE o PEA, comprese le abilità linguistiche, il funzionamento visivo-spaziale, il comportamento fine-motorio, l’apprendimento non verbale e le prestazioni accademiche. In generale, i bambini esposti all’alcol sia con che senza FAS mostrano menomazioni significative in tutte le aree neuropsicologiche con poche differenze qualitative osservate tra i gruppi FAS e PEA/ FAE. Allo stesso modo, alti livelli di esposizione prenatale all’alcol sono correlati ad un aumentato rischio di deficit cognitivi in una serie di aree di funzionamento, che possono nuovamente verificarsi nei bambini sia con che senza una diagnosi di FAS.

Apprendimento e memoria

Sia le informazioni aneddotiche che i risultati degli studi sugli animali hanno indicato che l’esposizione prenatale all’alcol può influenzare l’apprendimento e la memoria. Studi su bambini con FAS hanno generalmente sostenuto questa osservazione, anche se i deficit di memoria potrebbero non essere globali come si pensava una volta. Ad esempio, uno studio ha studiato l’apprendimento verbale e la memoria nei bambini con FAS e nei bambini di controllo non esposti all’alcol ( Mattson et al. 1996 b ) . Lo studio ha rilevato che, sebbene i bambini FAS abbiano dimostrato alcuni deficit nella memorizzazione delle informazioni verbali, questi deficit sono il risultato di difficoltà con l’acquisizione delle informazioni piuttosto che con la capacità di ricordare le informazioni nel tempo. Altri studi hanno anche rivelato deficit simili nell’acquisizione di informazioni non verbali nei bambini esposti all’alcol ( Mattson e Roebuck in stampa) , suggerendo che i deficit di apprendimento si verificano sia nelle arene verbali che non verbali e possono causare compromissione significativa in diverse aree di funzionamento. Non è chiaro, tuttavia, se il grado di compromissione per ogni bambino differisca tra le aree verbali e non verbali della funzione.

Alcuni studi suggeriscono che i bambini con FAS possono funzionare bene quando la funzione di memoria viene testata in un modo diverso, ad esempio nei test di memoria implicita un tipo di memoria che non è sotto controllo cosciente. Quando i soggetti eseguono con successo test di memoria impliciti, possono utilizzare le informazioni provenienti da attività precedenti senza essere consapevoli di averlo fatto. In uno studio, gli investigatori hanno mostrato ai bambini con liste di parole FAS e hanno chiesto ai bambini di valutare quelle parole sulla simpatia ( Mattson e Riley 1999) . (Questa componente di valutazione è servita a migliorare l’attenzione dei bambini alle parole. ) Più tardi nella sessione di test, ai bambini è stato chiesto di completare parole parziali ( ad esempio , MO o SM) con la prima parola che è venuta in mente ( ad esempio , MOUSE o SORRISO). I bambini non sono stati ricordati delle parole precedenti né spinti a ricordarle dall’esaminatore. Tuttavia, sia FAS che control children avevano maggiori probabilità di completare le parole parziali con parole dell’attività precedente che con parole nuove. Questi risultati hanno indicato che entrambi i gruppi di bambini hanno utilizzato la memoria implicita e che l’esposizione precedente li ha aiutati a imparare e memorizzare le parole. Presi insieme, questi risultati suggeriscono che sebbene i bambini con FAS possano avere menomazioni significative nell’apprendimento di nuove informazioni, la loro funzione di memoria complessiva è complessa e potrebbe non essere influenzata globalmente come si pensava comunemente. Tuttavia, aspetti specifici della memoria possono essere influenzati dall’esposizione prenatale all’alcol.

Funzionamento esecutivo

Il termine “funzionamento esecutivo” si riferisce a un gruppo di abilità cognitive di livello superiore, come risolvere problemi, pensare in modo astratto, pianificare in anticipo ed essere flessibili nei processi di pensiero. Questi tipi di abilità sono indipendenti dalla funzione intellettuale complessiva e influenzano se e in che modo una persona può completare un compito. Al contrario, i test di altre abilità cognitive tendono a valutare quanto bene, o a quale livello, una persona esegue un’abilità ( Lezak 1995) . ( Per ulteriori informazioni sul funzionamento esecutivo e gli effetti dell’esposizione prenatale all’alcol su queste abilità, vedere l’articolo in questo numero di Kodituwakkuand colleghi, pp. 192 198. )

I bambini con una forte esposizione prenatale all’alcol ( sia con che senza FAS) hanno dimostrato menomazioni sui compiti di funzionamento esecutivo (Kodi tuwakku et al. 1995; Mattson et al. 1999) . È importante sottolineare che in questi studi i deficit dei bambini nella funzione esecutiva non erano correlati ai loro livelli intellettuali complessivi. Questa scoperta è supportata da un recente studio tra adulti con FAS o FAE, che ha rilevato che i deficit dei soggetti nel funzionamento esecutivo erano maggiori di quanto sarebbe stato previsto se fossero correlati ai punteggi complessivi del QI ( Connor et al. in stampa).
I deficit nel funzionamento esecutivo possono avere implicazioni nella vita reale per le persone esposte prenatalmente all’alcol. Ad esempio, le persone con una forte esposizione prenatale all’alcol possono agire senza prima considerare le conseguenze del loro comportamento o possono avere difficoltà con attività che richiedono la risoluzione di problemi o la pianificazione di una sequenza di attività. Questi tipi di deficit possono spiegare perché i bambini con alcol prenatale pesante expo-certo, anche quelli con punteggi medi di QI, hanno difficoltà a riuscire a scuola.

Deficit psicosociali e comportamenti problematici

Studi che coinvolgono relazioni e interviste dei genitori hanno suggerito che i bambini esposti all’alcol con o senza FAS non solo hanno deficit cognitivi ma sono anche ad alto rischio di comportamenti problematici che possono interferire con la loro partecipazione a casa, scuola e ambienti sociali. Ad esempio, questi bambini sembrano essere ad aumentato rischio di disturbi psichiatrici, problemi con la legge, abuso di alcol e altre droghe e altri comportamenti disadattivi ( Streissguth et al. 1996) . Inoltre, è più probabile che i bambini non esposti all’alcol siano classificati come iperattivi, dirompenti, impulsivi o delinquenti ( Roebuck et al. 1999; Mattson e Riley 2000). Allo stesso modo, sulle misure di capacità di adattamento e le competenze necessarie per svolgere attività di vita quotidiana adeguate all’età, adolescenti e adulti con FAS spesso mostrano scarsa socializzazione e capacità di comunicazione. Inoltre, la maggior parte di questi adolescenti e adulti mostra comportamenti disadattivi significativi ( ad esempio, impulsività) e ha meno probabilità di vivere in modo indipendente (Streissguth et al. 1991; Thomas et al. 1998) . È interessante notare che questi problemi si verificano nelle persone esposte prenatalmente all’alcol indipendentemente dal fatto che soddisfino o meno i criteri di FAS e si verifichino in misura maggiore di quanto sarebbe previsto dal funzionamento intellettuale generale della persona o dai fattori demografici.

Risultati di studi di imaging cerebrale

I deficit neuropsicologici e comportamentali descritti nella sezione precedente rappresentano manifestazioni reali degli effetti dell’esposizione prenatale all’alcol. Sebbene i deficit su queste misure siano pensati per fornire la prova dei cambiamenti di fondo nella struttura o nella funzione del cervello, rappresentano soltanto le misure indirette di tali cambiamenti del cervello. Gli effetti diretti dell ‘ alcol sullo sviluppo del cervello erano già stati notati nei primi rapporti di FAS ( Jones et al. 1973), tuttavia, e gli studi autoptici sui cervelli di persone con FAS hanno notato numerose e diffuse anomalie cerebrali. Poiché questi casi rappresentavano solo i bambini più gravemente colpiti, è problematico generalizzare i risultati a tutte le persone che vivono con FAS. Con l’avvento di numerose tecniche di imaging strutturale , come la risonanza magnetica ( MRI) e tecniche di imaging funzionale, come l’elettroencefalografia ( EEG) , la tomografia ad emissione di positroni ( PET) e la tomografia computerizzata a emissione di fotoni singoli ( SPECT), tuttavia , i ricercatori possono ora studiare il cervello vivente dei bambini affetti da alcol in modo relativamente non invasivo.

Structural Brain Imaging

Gli studi di imaging utilizzando la risonanza magnetica hanno rivelato diverse differenze tra il cervello di individui esposti all’alcol e non esposti. Coerentemente con la caratteristica piccola dimensione della testa, che è uno dei criteri diagnostici per FAS, gli studi di imaging mostrano una diminuzione della dimensione complessiva del cervello dei bambini FAS (Roebuck et al. 1998) . Per determinare se questa riduzione delle dimensioni deriva da effetti globali e diffusi dell’alcol su tutte le aree del cervello o è limitata a regioni specifiche, i ricercatori hanno valutato strutture specifiche in proporzione alla dimensione complessiva del cervello. Questo approccio può determinare se si verificano riduzioni specifiche e sproporzionate in alcune aree del cervello. Queste indagini si sono concentrate su diverse aree cerebrali, tra cui i gangli della base, il corpo calloso, il cervelletto e l’ippocampo (vedi figura 1) .

Figura1: Aree cerebrali interessate dall’esposizione prenatale all’alcol.

Gangli della base. I gangli basali sono un gruppo di cluster di cellule nervose (cioè nuclei), tra cui il nucleo caudato, il putamen e il globus pallidus. Sono coinvolti nelle capacità motorie e nelle funzioni cognitive, come le funzioni esecutive descritte in precedenza. Gli studi di MRI hanno rivelato che i gangli basali sono influenzati dall’esposizione prenatale pesante dell’alcool e sono sproporzionatamente ridotti di volume in bambini con FAS e PISELLO. Un esame più approfondito dei componenti dei gangli della base ha rilevato che le riduzioni non sono uniformi e che il nucleo caudato sembra rappresentare la maggior parte della riduzione delle dimensioni dei gangli della base ( Mattson et al. 1996 a ; Archibald et al. 2001) .

Il nucleo caudato è la porzione dei gangli basali coinvolti nelle funzioni cognitive. Ad esempio, abilità come la capacità di passare da un compito all’altro, l’inibizione di comportamenti inappropriati e la memoria spaziale, che sono compromesse nelle persone con esposizione prenatale all’alcol, sono state correlate ai gangli della base in altre popolazioni, come i pazienti con malattia di Huntington ( Mattson et al. 1996 a ; Mattson e Riley 1999; Archibald et al. 2001) . Di conseguenza, è possibile che le riduzioni del nucleo caudato rappresentino alcuni dei deficit cognitivi osservati nelle persone con esposizione prenatale all’alcol. Questa ipotesi è particolarmente attraente perché il nucleo caudato ha anche estese connessioni neurali ai lobi frontali del cervello, che tradizionalmente si pensa mediano funzioni cognitive ed esecutive superiori.

Corpo calloso. Il corpo calloso è un grande fascio di fibre nervose che collegano i due emisferi del cervello, consentendo così ai lati sinistro e destro del cervello di comunicare tra loro. Le anomalie del corpo calloso sono state collegate a deficit di attenzione, funzionamento intellettuale, lettura, apprendimento, memoria verbale e funzionamento esecutivo e psicosociale, che sono tutti compromessi nelle persone esposte all’alcol. Gli studi MRI e le relazioni autoptiche suggeriscono una vulnerabilità del corpo calloso all’esposizione prenatale all’alcol; tali studi hanno scoperto che le persone con FAS mostrano anomalie che vanno da un assottigliamento alla completa assenza ( cioè agenesia) del corpo calloso ( Roebuck et al. 1998) . Quando sono state analizzate regioni specifiche del corpo calloso, i ricercatori hanno scoperto che l’area più anteriore del genu e le aree più posteriori dell’istmo e dello splenio erano sproporzionatamente ridotte ( Riley et al. 1995) . Inoltre, il tasso di agenesia del corpo calloso può essere più alto nelle persone con FAS rispetto a qualsiasi altro disturbo dello sviluppo ( Jeret e Serur 1991; Riley et al. 1995) .

Recentemente, i ricercatori hanno analizzato in modo più dettagliato la forma e la posizione del corpo calloso dei bambini FAS e PISELLO, nonché dei bambini di controllo ( Sowell et al. 2001) . Lo studio non solo ha confermato che il corpo calloso era ridotto di dimensioni, in particolare nello splenium, ma che era anche significativamente spostato nello spazio tridimensionale ( vedi figura 2) . Dopo aver equalizzato tutti i cervelli per le dimensioni del cervello e la posizione di altre strutture situate lungo la linea mediana del cervello, la posizione media del corpo calloso per i bambini esposti all’alcol è stata confrontata con la posizione media per i bambini di controllo. Questa analisi ha rilevato che il corpo calloso nei bambini esposti all’alcol è stato spostato rispetto ai bambini di controllo, con le maggiori differenze nell’area dell’istmo e dello splenio, entrambi situati nella parte posteriore del corpo calloso. Inoltre, questo spostamento del corpo calloso era altamente correlato alle prestazioni dei bambini in un compito di apprendimento verbale. In altre parole, i bambini con maggiore spostamento hanno mostrato menomazioni delle prestazioni più sostanziali.

Figura 2 ( in alto) Contorni medi del corpo calloso ( cioè , il fascio di fibre nervose che collegano gli emisferi destro e sinistro del cervello) in soggetti esposti all’alcol (ALC) e soggetti di controllo non esposti all’alcol. Il corpo calloso è orientato in modo che la parte anteriore della testa sia a destra e la parte posteriore della testa sia a sinistra. La figura mostra che il corpo calloso dell’ALC è spostato nello spazio tridimensionale rispetto a quello dei soggetti di controllo, con lo spostamento maggiore che si verifica nell’istmo e nello splenio sul retro del corpo calloso. (In basso) Una mappa che mostra lo spostamento medio in millimetri tra l’ALC e i soggetti di controllo. L’area più scura (vedi freccia) indica uno spostamento maggiore tra i due gruppi. Un maggiore spostamento è associato a una maggiore compromissione delle prestazioni in determinate attività.
FONTE: Figura per gentile concessione di Dr. Elizabeth Sowell.

Cervelletto. Un’altra area del cervello che è influenzata dall’esposizione prenatale all’alcol è il cervelletto, che è coinvolto sia nelle capacità motorie che cognitive e si trova alla base del cervello. Ad esempio, i danni al cervelletto sono stati implicati in deficit di apprendimento, nonché in equilibrio e coordinazione, che sono tutti compromessi dall’esposizione prenatale all’alcol. Uno studio recente ha rilevato che il volume complessivo del cervelletto era sproporzionatamente ridotto rispetto alle dimensioni complessive del cervello nelle persone con FAS rispetto ai soggetti di controllo ( Archibald et al. 2001) . Questi risultati replicano parzialmente precedenti segnalazioni di dimensioni cerebellari ridotte nei bambini FAS e PEA (Sowell et al. 1996) . Oltre alle riduzioni complessive delle dimensioni del cervelletto, studi condotti su esseri umani e animali suggeriscono che una regione specifica del cervelletto la porzione anteriore del vermis cerebellare è particolarmente influenzata dall’esposizione all’alcol prima o poco dopo la nascita1 (Goodlett et al. 1990; Sowell et al. 1996) (1GLI studi sugli animali, principalmente roditori, sono stati condotti poco dopo la nascita, un periodo che corrisponde al terzo trimestre di gestazione nell’uomo rispetto allo sviluppo del cervello).

Ippocampo. L’ippocampo è una struttura che si trova in profondità all’interno del lobo temporale del cervello ed è coinvolta nella memoria. Sebbene la funzione precisa dell’ippocampo in aspetti specifici della memoria sia controversa, probabilmente svolge un ruolo nel consolidamento dei ricordi. Ad esempio, negli adulti con danno pocampale dell’anca , l’effetto più evidente è una perdita della capacità di memorizzare nuovi ricordi ( ad es. amnesia anterograda). Gli studi sugli animali hanno da tempo suggerito che questa zona è influenzata dall’esposizione prenatale all’alcol ( Berman e Hannigan 2000) . Inoltre, uno studio MRI di bambini con FAS ha documentato asimmetrie di volume nell’ippocampo, con il volume assoluto dell’ippocampo nel lobo temporale sinistro più piccolo di quello dell’area corrispondente nel lobo temporale destro (Riikonen et al. 1999) . Sebbene tali differenze esistano anche negli adulti con normale funzione neurologica, l’entità dell’asimmetria è stata maggiore nei bambini FAS rispetto ai bambini di controllo. Al contrario, un altro studio ha rilevato che l’ippocampo era meno colpito di alcune altre regioni cerebrali nei bambini FAS ( Archibald et al. 2001) . In quello studio, la riduzione del volume dell’ippocampo era proporzionata alla riduzione delle dimensioni complessive del cervello, mentre altre aree cerebrali mostravano maggiori riduzioni di volume.

Studi comportamentali hanno sostenuto l’ipotesi che l’ippocampo possa essere influenzato nei bambini con esposizione prenatale all’alcol. Ad esempio, le persone con esposizione prenatale all’alcol sono state segnalate per mostrare deficit nella memoria spaziale e altre funzioni di memoria associate all’ippocampo ( Uecker e Nadel 1996) . Tuttavia, i deficit di memoria nei bambini esposti all’alcol richiedono uno studio più dettagliato e dovrebbero essere integrati con informazioni sull’integrità dell’ippocampo. Questo problema sottolinea anche una limitazione dell’imaging strutturale, vale a dire che questo approccio determina solo la dimensione di una particolare struttura cerebrale ma non indica se la struttura funziona correttamente. Per determinare come una particolare area del cervello funzioni in condizioni diverse e se queste funzioni sono alterate dall’esposizione prenatale all’alcol, i ricercatori si stanno rivolgendo agli approcci di imaging cerebrale funzionale, discussi nella sezione seguente.

Imaging cerebrale funzionale

Le tecniche di imaging funzionale consentono ai ricercatori di studiare come funziona il cervello, a riposo o quando viene presentato un compito. Poiché alcune tecniche funzionali sono più invasive o tecnicamente difficili da condurre con i bambini, solo un piccolo numero di studi che utilizzano queste tecniche sono stati condotti in bambini FAS. La tecnica più comunemente usata in questi studi è l’elettroencefalografia (EEG) .

EEG. L’EEG misura l’attività elettrica spontanea del cervello registrando i segnali dal cervello con elettrodi posti sul cuoio capelluto. Questi segnali possono essere visualizzati come onde con frequenze specifiche, come le onde alfa, beta e theta. I primi studi sui neonati hanno suggerito che l’EEG può essere una misura sensibile dei cambiamenti nella funzione cerebrale derivanti dall’esposizione prenatale all’alcol (Ioffe e Chernick 1990) . Studi più recenti su bambini e adolescenti con FAS hanno rilevato che circa la metà di questi soggetti aveva letture EEG clinicamente sospette ( Kaneko et al. 1996 b ) . Inoltre, i soggetti con FAS hanno mostrato riduzioni della potenza o della forza delle frequenze alfa, che è il tipo predominante di attività quando una persona è rilassata. Queste riduzioni sono state osservate prevalentemente nell’emisfero sinistro e suggeriscono un’attività cerebrale immatura.

Utilizzando tecniche simili, è possibile misurare la risposta elettrica del cervello a specifici stimoli sensoriali ( ad esempio , potenziali correlati agli eventi). Questi potenziali correlati agli eventi possono essere visualizzati come picchi in alcune onde cerebrali. Uno di questi picchi è chiamato P300, perché in genere si verifica circa 300 millisecondi dopo lo stimolo; sembra riflettere gli aspetti cognitivi dell’elaborazione delle informazioni. Utilizzando le analisi EEG, i ricercatori hanno scoperto che i picchi P300 si verificano con un ritardo ( cioè hanno una latenza prolungata) in una certa regione del cervello , la corteccia parietale, nei bambini FAS ( Kaneko et al. 1996 a, b). Questo risultato suggerisce che i bambini con FAS possono avere deficit nell’elaborazione delle informazioni. Pertanto, le misurazioni elettrofisiologiche sono strumenti potenti nello studio del FAS; studi futuri che li combinano con la localizzazione dell’imaging cerebrale possono fornire ulteriori informazioni sulla funzione cerebrale.

PET. La tecnica PET consente ai ricercatori di monitorare l’attività di specifiche regioni cerebrali generando immagini di processi metabolici o fisiologici, come il flusso sanguigno o la rottura delle molecole di zucchero, nel tessuto. Per questo approccio, il soggetto viene iniettato con piccole quantità di materiale radioattivo in modo che l’attività cerebrale nella regione di interesse possa essere misurata mentre il soggetto esegue un compito. Queste attività possono variare dal semplice, come spostare un dito, al complesso, come richiamare le informazioni. Uno studio PET ha valutato l ‘ attività cerebrale negli adolescenti e negli adulti con FAS che non mostravano ritardo mentale grave ( cioè ad alto funzionamento). Lo studio ha rivelato una ridotta attività metabolica nel nucleo caudato e nel talamo quando i soggetti erano a riposo ( Clark et al. 2000) . Questi dati funzionali supportano i dati strutturali, come la dimensione ridotta del nucleo caudato, suggerendo che le regioni cerebrali sottocorticali possono essere particolarmente sensibili all’insulto alcolico prenatale.

SPECT. La tecnica SPECT è simile al PET e, sebbene sia meno potente, è più comunemente disponibile. Tuttavia, solo uno studio sui bambini FAS ha utilizzato questa tecnica. In quello studio, i ricercatori hanno scoperto che i bambini FAS esibivano un’attività metabolica simile in entrambi gli emisferi del cervello (Riikonen et al. 1999) . Normalmente i bambini in via di sviluppo, al contrario, mostrano una maggiore attività di riposo nell’emisfero sinistro rispetto all’emisfero destro. Questi risultati sono coerenti con i risultati EEG sopra descritti e possono supportare deficit verbali o linguistici nei bambini FAS.

Risonanza magnetica funzionale ( fMRI) . La più recente tecnica funzionale utilizzata per studiare l’attività nel cervello vivente è la fMRI. Il suo principale vantaggio è che è meno invasivo di PET o SPECT perché non comporta l’iniezione del soggetto con sostanze radioattive; inoltre, è più comunemente disponibile. Simile a PET e SPECT, fMRI permette ai ricercatori di visualizzare i rapporti cerebrali esistono di studi fMRI in persone con esposizione prenatale di alcol; tuttavia, tali studi sono attualmente in corso. Un rapporto preliminare ha descritto uno studio fMRI sulla memoria di lavoro utilizzando le informazioni conservate in memoria per un breve periodo di tempo in quattro adulti con FAS o FAE (Connor e Mahurin 2001) . Lo studio ha rivelato l’attivazione in un’area chiamata corteccia prefrontale dorsolaterale nei soggetti FAS ma non nei soggetti di controllo. Si pensa che quest’area svolga un ruolo nelle funzioni cognitive superiori, come le funzioni esecutive sopra descritte. Questo risultato suggerisce che il compito della memoria di lavoro era più difficile per i soggetti esposti all’alcol e richiedeva un maggiore coinvolgimento di questa regione del lobo frontale rispetto ai soggetti di controllo.

Nuove tecniche di analisi delle immagini

Oltre ai miglioramenti nelle tecniche di imaging cerebrale, nuovi modi di analizzare i dati ottenuti con queste tecniche stanno fornendo agli scienziati informazioni sugli effetti dannosi dell’esposizione prenatale all’alcol. Una di queste tecniche è chiamata mappatura del cervello. Utilizza un’analisi MRI strutturale ma fornisce una maggiore visualizzazione di tutte le strutture cerebrali. Di conseguenza, i ricercatori possono studiare l’intero cervello in una sola volta, piuttosto che concentrarsi su specifiche regioni del cervello, e quindi possono localizzare le anomalie cerebrali più facilmente rispetto alle tecniche precedenti.

Sowell e colleghi ( 2001 b ) hanno utilizzato la tecnica di mappatura del cervello per analizzare e confrontare le immagini cerebrali di persone con soggetti di controllo FAS o PEA e non esposti all’alcol. Coerentemente con i risultati di Archibald e colleghi ( 2001) , lo studio ha rilevato riduzioni sproporzionate nella sostanza bianca del cervello, che contiene le estensioni delle cellule nervose (cioè gli assoni) che collegano le cellule nervose tra loro. Al contrario, la materia grigia del cervello, che contiene i corpi delle cellule nervose, ha mostrato riduzioni che non erano così grandi. Inoltre, il lobo parietale, che è coinvolto nell’ elaborazione visivo-spaziale e nell ‘integrazione delle informazioni sensoriali, sembrava essere particolarmente suscettibile agli effetti dell’ alcol. Così, una volta che la dimensione complessiva del cervello è stata contabilizzata, sia il volume (Archibald et al. 2001) e la densità (Sowell et al. 2001 b) di sostanza bianca in questa regione sono stati significativamente ridotti ( vedi figura 3). Al contrario, la densità della materia grigia nella corteccia parietale era significativamente aumentata (Sowell et al. 2001 b ) . Questi risultati forniscono un ulteriore supporto al suggerimento che l’effetto dell’alcol sul cervello in via di sviluppo non è di natura globale ma, piuttosto, influisce selettivamente su specifiche regioni cerebrali.

Figura 3 Cambiamenti nella densità del tessuto cerebrale nei bambini con alcol prenatale pesante
esposizione. Un cervello rappresentativo è mostrato con la parte posteriore del cervello di fronte
il lettore s destra. Studi di mappatura del cervello hanno rilevato aree di maggiore densità di materia grigia (mostrata in giallo a sinistra) e aree di ridotta densità di materia bianca ( mostrata in rosso a destra) nel lobo parietale.
FONTE: Figura per gentile concessione di Dr. Elizabeth Sowell.