Come la povertà colpisce il cervello.

A Dhaka, un bambino subisce l'elettroencefalografia per misurare l'attività cerebrale elettrica.

Alla fine degli anni '60, un team di ricercatori ha iniziato a proporre un supplemento nutrizionale alle famiglie con bambini piccoli in Guatemala rurale. Esaminavano l'ipotesi che la fornitura di proteine ​​sufficienti nei primi anni di vita ridurrebbe l'incidenza della crescita stentata.

Lo ha fatto. I bambini che hanno ricevuto integratori sono cresciuti da 1 a 2 centimetri più alti di quelli di un gruppo di controllo. Ma i benefici non si sono fermati lì. I bambini che hanno ricevuto un'alimentazione aggiuntiva hanno superato i test di lettura e di conoscenza degli adolescenti e quando i ricercatori sono tornati nei primi anni 2000, le donne che avevano ricevuto i supplementi nei primi tre anni di vita avevano completato più anni di scolarizzazione e gli uomini avevano più Redditi ¹ .

"Se non ci fossero stati questi follow-up, questo studio probabilmente sarebbe stato in gran parte dimenticato", afferma Reynaldo Martorell, specialista in nutrizione materna e infantile presso la Emory University di Atlanta, Georgia, che ha condotto gli studi di follow-up. Al contrario, afferma, i risultati hanno fatto pensare agli istituti finanziari come la Banca Mondiale di pensare agli interventi nutrizionali precoci come investimenti a lungo termine per la salute umana.

Dalla ricerca guatemalteca, studi in tutto il mondo - in Brasile, Perù, Giamaica, Filippine, Kenya e Zimbabwe - hanno associato una crescita povera o stupefatta nei bambini piccoli con risultati più bassi dei test cognitivi e risultati peggiori della scuola ² .

Un quadro emerso lentamente che essere troppo breve all'inizio della vita è un segno di condizioni avverse, come la dieta povera e gli attacchi regolari di malattia diarroica, e un predittore per i deficit intellettuali e la mortalità. Ma non tutta la crescita stupefatta, che riguarda circa 160 milioni di bambini in tutto il mondo, è collegata a questi cattivi risultati. Ora, i ricercatori stanno cercando di scorporare i legami tra crescita e sviluppo neurologico. È la cattiva alimentazione da solo il colpevole? Che cosa circa negligenza emotiva, malattie infettive o altre sfide?

Shahria Hafiz Kakon è in prima linea cercando di rispondere a queste domande nelle baraccopoli di Dhaka, in Bangladesh, dove circa il 40% dei bambini ha stentato la crescita a due anni. Come medico al Centro internazionale per la ricerca sulle malattie della diarrea, Bangladesh (icddr, b) a Dhaka, conduce il primo studio di immagini cerebrali dei bambini con una crescita stupefatta. "È un'idea molto nuova in Bangladesh per studiare immagini cerebrali", dice Kakon.

La ricerca è innovativa anche per altri aspetti. Finanziato dalla Fondazione Bill & Melinda Gates a Seattle, Washington, è uno dei primi studi a studiare come i cervelli dei neonati e dei bambini del mondo in via di sviluppo rispondano alle avversità. E promette di fornire importanti informazioni basilari sullo sviluppo della prima infanzia e sulle prestazioni cognitive.

Kakon ei suoi colleghi hanno eseguito test di risonanza magnetica (MRI) su bambini di due e tre mesi e hanno individuato regioni del cervello che sono più piccole in bambini con una crescita stentata rispetto ad altri. Usano anche altri test, come l'elettroencefalografia (EEG).

"L'imaging del cervello potrebbe potenzialmente essere molto utile" come un modo per vedere cosa sta succedendo nei cervelli di questi bambini, afferma Benjamin Crookston, scienziato della salute presso l'Università Brigham Young di Provo, Utah, che ha condotto studi in Perù e altri -come paesi che hanno segnalato un legame tra la povera crescita e gli indebiti cognitivi.

L'ombra lunga di stordimento

Nel 2006 l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha segnalato un ampio studio per misurare le altezze e i pesi dei bambini tra la nascita e l'età di cinque anni in Brasile, Ghana, India, Norvegia, Oman e Stati Uniti ³ . I risultati hanno mostrato che i bambini sani e ben nutriti in tutto il mondo seguono una traiettoria di crescita molto simile e ha stabilito parametri di riferimento per la crescita atipica. La crescita stupefatta, l'OMS ha deciso, è definito come due deviazioni standard al di sotto dell'altezza media per una determinata età. Una simile differenza può sembrare sottile. A 6 mesi di età, una ragazza sarebbe considerata una crescita stupefacente se fosse lunga 61 centimetri, anche se quella è inferiore a 5 centimetri di media.

I parametri di riferimento hanno contribuito a sensibilizzare la consapevolezza della stordimento.In molti paesi, oltre il 30% dei bambini sotto i cinque anni incontrano la definizione; In Bangladesh, India, Guatemala e Nigeria, oltre il 40%. Nel 2012, il crescente consenso sugli effetti della stordimento ha motivato l'OMS a impegnarsi a ridurre il numero di bambini sotto i cinque anni con una crescita stupefatta del 40% entro il 2025.

Anche mentre i funzionari hanno iniziato ad agire, i ricercatori hanno capito che c'erano gravi lacune nei protocolli per individuare i problemi legati alla stordimento. Molti studi dello sviluppo del cervello si sono basati su test di memoria, di discorso e di altre funzioni cognitive che non sono adatte a bambini molto piccoli. "I neonati non hanno molto di un repertorio comportamentale", dice Michael Georgieff, pediatra e psicologo infantile presso l'Università del Minnesota a Minneapolis. E se i genitori e i medici devono aspettare i bambini a scuola per notare le differenze, sarà probabilmente troppo tardi per intervenire.

È qui che si inserisce l'opera di Kakon. A 1,63 metri, non è alta per gli standard occidentali, ma alla piccola clinica a Daka dove lavora, torna su gran parte dei suoi colleghi. Una mattina recente era con una madre che la aveva telefonata nel bel mezzo della notte: il figlio della donna aveva una febbre. Prima di esaminare il ragazzo, Kakon chiese a sua madre come era la famiglia e come stava facendo a scuola, come di solito fa. Molti genitori chiamano Kakon apa - una parola bengalese per la grande sorella.

Circa cinque anni fa, la Fondazione Gates è diventata interessata a seguire lo sviluppo del cervello nei bambini che vivono con avversità, in particolare la crescita stupefatta e la scarsa nutrizione. La fondazione aveva studiato le risposte dei bambini ai vaccini presso la clinica di Kakon. L'alto tasso di stordimento, insieme ai legami forti con i partecipanti della squadra, ha concluso l'affare.

Per ottenere lo studio fuori terra, la fondazione ha collegato la squadra di Dhaka con Charles Nelson, neuroscienziato pediatrico all'ospedale di Boston e alla Harvard Medical School di Massachusetts. Aveva esperienza nella formazione del cervello - e nelle avversità infantili. Nel 2000, ha iniziato uno studio che segue lo sviluppo cerebrale di bambini che erano cresciuti in orfanotrofi rumeni. Anche se alimentato e riparato, i bambini non avevano quasi alcuna stimolazione, contatti sociali o sostegno emotivo. Molti hanno sperimentato problemi cognitivi a lungo termine.

Il lavoro di Nelson ha rivelato che i cervelli degli orfani portano segni di trascuratezza. Le MRI mostrarono che all'età di otto anni avevano delle regioni più piccole di materia grigia e bianca associate all'attenzione e alla lingua rispetto ai bambini allevati dalle loro famiglie biologiche ⁴ . Alcuni bambini che si erano trasferiti dagli orfanotrofi in case di cura come i neonati erano risparmiati alcuni dei deficit ⁵ .

I bambini dello studio di Dhaka hanno un'educazione completamente diversa. Sono circondati da attrazioni, suoni e famiglie estese che spesso vivono insieme in quartieri stretti. È il "contrario dei bambini che si trovano in un presepe, fissando un soffitto bianco tutto il giorno", dice Nelson.

Ma i bambini del Bangladesh si occupano di nutrizione e sanità inadeguati. E i ricercatori non avevano esplorato gli impatti di tali condizioni nello sviluppo cerebrale. Ci sono studi di immagini cerebrali dei bambini che crescono in povertà - che, come la stordimento, potrebbero rappresentare un proxy per un'alimentazione inadeguata ⁶ . Ma questi si sono concentrati soprattutto sulle aree ad alto reddito, come gli Stati Uniti, l'Europa e l'Australia. Non importa quanto i bambini poveri ci sono, la maggior parte hanno alcuni cibi nutrienti, acqua pulita e idraulica, dice Nelson. Coloro che si trovano nelle baraccopoli di Dhaka vivono e giocano nei pressi di canali aperti di acque reflue. "Ci sono molti altri ragazzi come i bambini di Dhaka in tutto il mondo", dice. "E non sapevamo niente di loro da un livello di cervello".

I segni delle avversità.

Entro il 2015, la squadra di Nelson ei ricercatori del Bangladesh hanno trasformato l'umile clinica di Dhaka in un laboratorio di ultima generazione. Per la loro apparecchiatura EEG, dovevano trovare una stanza senza fili nelle pareti e senza unità di condizionamento d'aria, entrambe le quali potrebbero interferire con la capacità del dispositivo di rilevare attività nel cervello.

I ricercatori hanno inoltre istituito una stanza per la spettroscopia funzionale vicino ad infrarossi (fNIRS), in cui i bambini indossano una fascia di sensori che misurano il flusso sanguigno nel cervello. La tecnica fornisce informazioni sull'attività cerebrale simile a quella della risonanza magnetica funzionale, ma non richiede una grande macchina ei bambini non devono rimanere immobilizzati. FNIRS è stato utilizzato nei neonati dalla fine degli anni '90, e sta ora guadagnando trazione nelle impostazioni a basso reddito.

I ricercatori eseguono anche MRI, in un ospedale vicino alla clinica. Finora, hanno scansionato 12 neonati di età compresa tra 2 e 3 mesi con una crescita stentata. Simili agli orfani rumeni e ai bambini che crescono nella povertà nei paesi sottosviluppati, questi bambini hanno avuto più piccoli volumi di materia grigia che un gruppo di 20 neonati non storditi. È "notevolmente male", dice Nelson, per vedere queste differenze in una tale giovane età. È difficile dire quali regioni siano colpite in questi bambini, ma con meno materia grigia è stato associato a peggiori punteggi sui test di lingua e di memoria visiva a sei mesi.

Circa 130 bambini nello studio di Dhaka avevano test fNIRS a 36 mesi di età, ei ricercatori hanno visto modelli distinti di attività cerebrale in quelli con stunting e altre avversità. Più i bambini erano più corti, più l'attività cerebrale avevano in risposta alle immagini e ai suoni di stimoli non sociali, come i camion. I bambini più alti risposero più agli stimoli sociali, come i volti delle donne. Ciò potrebbe suggerire ritardi nel processo con cui le regioni del cervello diventano specializzate per determinati compiti, dice Nelson.

L'EEG ha rilevato un'attività elettrica più forte tra i bambini con una crescita stupefatta, insieme ad una gamma di onde cerebrali che riflettono la risoluzione dei problemi e la comunicazione tra regioni del cervello. Questa è stata una sorpresa per i ricercatori, perché gli studi in orfani e bambini poveri hanno generalmente trovato un'attività attenuata ⁷ . La discrepanza potrebbe essere correlata ai diversi tipi di avversità che i bambini di Dhaka si trovano ad affrontare, inclusa l'insicurezza alimentare, le infezioni e le madri con un alto tasso di depressione.

Il team di Nelson sta cercando di spiegare quali forme di avversità sembrano essere le più responsabili delle differenze nell'attività cerebrale tra i bambini Dhaka. I segnali elettrici aumentati nelle prove EEG sono fortemente legati agli aumenti dei marcatori infiammatori nel sangue, che probabilmente riflettono una maggiore esposizione agli agenti patogeni intestinali.

Se questo accade quando vengono testati più bambini, potrebbe indicare l'importanza di migliorare la sanità e ridurre le infezioni gastrointestinali. O la depressione materna potrebbe risultare fortemente legata allo sviluppo del cervello, in questo caso l'aiuto alle madri potrebbe essere altrettanto importante per assicurarsi che i loro bambini abbiano una buona nutrizione. "Non sappiamo ancora le risposte", dice Nelson.

I partecipanti testati a 36 mesi sono attualmente di circa 5 anni e la squadra si prepara a prendere alcune misure di follow-up. Questi daranno un'idea se i bambini abbiano continuato o meno sulla stessa traiettoria di sviluppo del cervello, dice Nelson. I ricercatori forniranno anche i quinquenni IQ e test di prontezza della scuola per valutare se le misure precedenti avessero predittivo le prestazioni scolastiche.

Una linea di base migliore

Una delle sfide di questi studi è che i ricercatori stanno ancora cercando di capire quale sia il normale sviluppo del cervello. Alcuni anni prima dello studio del Dhaka, una squadra di ricercatori inglesi e gambiani si impegnava a fare test EEG e fNIRS sui bambini della Gambia rurale nei primi due anni di vita. Sono stati finanziati anche dalla Fondazione Gates.

Simili allo studio di Dhaka, i ricercatori stanno esaminando come lo sviluppo del cervello è correlato a una serie di misure, tra cui l'alimentazione e l'interazione parent-child. Ma lungo la strada, stanno cercando di definire una traiettoria standard di funzione cerebrale per i bambini ⁸ .

C'è una grande spinta alla Fondazione Gates e agli Istituti Nazionali di Salute americani per annodare quel quadro del normale sviluppo del cervello, afferma Daniel Marks, neuroscienziato pediatrico presso l'Oregon Health & Science University di Portland e un consulente per la fondazione. "È solo un riflesso dell'urgenza del problema", dice.

Una delle speranze per lo studio di Dhaka e la motivazione per il finanziamento è che scoprirà modelli distinti nei cervelli dei bambini che prevedono i risultati deboli dopo la vita e possono essere usati per vedere se gli interventi stanno funzionando, dice Jeff Murray , Un vice direttore delle scoperte e delle scienze traduzionali presso la Fondazione Gates.

Tali interventi dovranno probabilmente includere l'alimentazione, dice Martorell. Lui ei suoi colleghi stanno facendo un altro studio di follow-up degli abitanti del Guatemala per vedere se coloro che hanno ottenuto integratori proteici prima dell'età di 7 hanno tassi più bassi di malattie cardiache e diabete 40 anni dopo. Ma solo la nutrizione è improbabile che sia sufficiente - per prevenire lo stordimento o per promuovere lo sviluppo cognitivo normale, dice Martorell. Finora gli interventi nutrizionali più riusciti hanno contribuito a superare circa un terzo del deficit tipico dell'altezza. E tali programmi possono essere molto costosi; Nello studio di Guatemala, ad esempio, i ricercatori hanno eseguito centri speciali per fornire supplementi.

Tuttavia, i ricercatori stanno cercando di migliorare gli interventi. Un gruppo coinvolto nello studio vaccino in Bangladesh sta progettando di testare integratori in donne in gravidanza nella speranza di aumentare il peso alla nascita dei bambini e mantenere la loro crescita in pista nei primi due anni di vita. Tahmeed Ahmed, direttore senior della nutrizione e dei servizi clinici del centro di ricerca sulle malattie della diarrea, sta pianificando un processo di cibi come banane e ceci, per cercare di promuovere la crescita di batteri buoni nel Bangladeshi dai 12 ai 18 mesi. Una comunità batterica sana potrebbe rendere l'intestino meno vulnerabile alle infezioni che interferiscono con l'assorbimento dei nutrienti e che aumentano l'infiammazione nel corpo.

In fin dei conti, non si tratta di se i bambini hanno stunted crescita o anche che cosa il loro cervello assomigliano. Si tratta di ciò che le loro vite sono come quando invecchiano. Studi come quello di Dhaka si sforzano di determinare se gli interventi stanno lavorando prima e non più tardi. "Se dovete aspettare fino a quando i ragazzi sono di 25 anni per vedere se sono impiegati," dice Murray, "potrebbe prendere 25 anni per fare ogni studio".

(Tradotto da google)

https://www.nature.com/news/how-poverty-affects-the-brain-1.22280