Neuroplasticity of the visual system after early brain lesion

I possibili mecccanismi di riorganizzazione funzionale dopo lesione cerebrale sono molto complessi e influenzati da un gran numero di fattori. In particolare, quelli che sembrano giocare il ruolo più importante nella determinazione della prognosi, sono i) il timing della lesione, ii) la sua localizzazione e iii) la sua estensione. Fino ad ora, sono stati fatti molti studi riguardanti le correlazioni anatomo-funzionali con le lesioni cerebrali sugli animali o sugli adulti, mentre poco si conosce riguardo ai bambini con lesioni cerebrali (congenite o acquisite) e spesso i dati riportati sono tra loro discordanti. Negli ultimi anni sono state messe a punto, però, tecniche di neuroimaging ad alta definizione in grado di fornirci informazioni più precise sul tipo di lesione, sulla sua estensione e sull’interessamento delle varie aree corticali e sottocorticali coinvolte nel processamento visivo. In questo modo è stato possibile capire meglio la correlazione tra struttura e funzione e il fatto che lo sviluppo normale del sistema visivo dipenda dall’integrità di una ricca rete di connessioni che comprende le radiazioni ottiche e la corteccia visiva primaria, ma anche aree corticali e sottocorticali come quelle dei lobi frontali e temporali o dei gangli della base. Tenendo presenti le conoscenze attuali, nel corso di questo progetto di dottorato, abbiamo cercato di approfondire l’influenza delle lesioni cerebrali, di estensione diversa e avvenute in tempi diversi, sulla riorganizzazione della funzionalità visiva. Ciò è stato possibile grazie alla messa a punto di nuovi test, realizzati in parte in collaborazione con l’Istituto di Neuroscienze-CNR di Pisa, che abbiamo poi potuto somministrare ad un gran numero di bambini (nati a termine o pretermine) con differenti tipi di danno cerebrale. In particolare, il nostro interesse è stato rivolto a due principali aspetti: studiare le abilità visive di bambini con lesioni cerebrali congenite bilaterali (scegliendo come modello di lesione quello della leucomalacia periventricolare) e studiare le capacità visive in bambini con lesioni cerebrali unilaterali avvenute in epoche diverse: lesioni congenite o acquisite. Ciò è stato possibile grazie all’utilizzo di test visivi ben strutturati e standardizzati e al confronto dei risultati ottenuti con i diversi quadri di danno cerebrale riportato alla RMN. Il lavoro di questi anni ci ha permesso di confermare la più alta potenzialità di plasticità in caso di lesioni unilaterali rispetto a quelle bilaterali, riconoscendo alcune strutture chiave nella messa a punto di meccanismi di riorganizzazione adattiva quale per esempio il collicolo superiore. Abbiamo inoltre riscontrato un maggiore potenziale di plasticità in caso di lesioni unilaterali congenite piuttosto che in caso di lesioni unilaterali acquisite seppur precocemente (in età pediatrica). Nel caso di lesione unilaterale acquisita abbiamo tuttavia dimostrato l’efficacia, nella messa a punto di meccanismi di compenso, di trattamenti riabilitativi basati sulla stimolazione multisensoriale (audio-visiva). I nostri studi confermano quindi che i meccanismi di risposta ad un danno avvenuto precocemente sono sicuramente diversi da quelli riscontrati nell’adulto, ma non meno complessi. L’influenza dell’ambiente, il momento il cui avviene la lesione e molti altri fattori giocano un ruolo fondamentale che è ancora lontano dall’essere completamente capito. Per tale motivo, siamo consapevoli di aver fornito solo un piccolo contributo e che è necessario ancora molto lavoro per continuare questa missione infinita che è quella di capire il cervello umano.