Plasticità cerebrale e invecchiamento PDF

Plasticità cerebrale e invecchiamento  La percentuale di anziani presente nella popolazione sta aumentando in tutte le nazioni, in particolare in quelle altamente sviluppate.  Population aged over 65 years Population aged over 80 years Statistics on populat...

Plasticità cerebrale e invecchiamento  La percentuale di anziani presente nella popolazione sta aumentando in tutte le nazioni, in particolare in quelle altamente sviluppate.  Population aged over 65 years Population aged over 80 years Statistics on population aging, analyzed for countries in OECD area for the period 2010/2050 Organizzazione per la cooperazione e lo sviluppo economico (OCSE) – in inglese Organization for Economic Co-operation and Development (OECD)  Variations in demographic pyramids in Italy, from 1950 to 2100: Population by age groups and sex (percentage of total population) source ONU, Dipartimento Economico e Affari Sociali  Che fare? L’invecchiamento della popolazione rappresenta un’opportunità per la società ma presenta anche un problema. L’opportunità viene dall’enorme riserva di capitale umano e di esperienza rappresentato dai cittadini più anziani; Il problema emerge dalle fragilità associate con l’invecchiamento, ed in particolare dall’elevato rischio di declino cognitivo e di demenza, il cui costo in termini economici ed affettivi è molto alto, sia per le famiglie che per la società.  AD prevalence (UK) 40-64 years: 1 in 1400 65-69 years: 1 in 100 70-79 years: 1 in 25 80+ years: 1 in 6 Incidenza: quanti nuovi casi vengono segnalati ogni anno Prevalenza: la % della popolazione affetta da questa malattia Dopo gli 80 i numeri diventano importanti, nelle femmine più che nei maschi.  Succesfull aging vs gracefull or joyfull aging Tra le fragilità legate all’invecchiamento, la fragilità cognitiva, legata all’invecchiamento cerebrale, viene considerata la più grande minaccia ad un invecchiamento di successo. (Denise C. Park and Patricia Reuter-Lorenz, Annual Review in Psychology, 2009) Rita Levi Montalcini diceva «non possiamo aggiungere gli anni alla vita, ma possiamo aggiungere vita agli anni». Quindi invecchiare ma vivendo al meglio con le risorse che abbiamo.  C’è una notevole variabilità nel grado di declino cognitivo associato con l’invecchiamento fisiologico. Alcuni individui mantengono sorprendenti capacità intellettive ben oltre i novanta anni. Adriana Fiorentini, 89, neuroscienziata Cecilia Seghizzi, 111, musicista, ha continuato a Rita Levi Montalcini, 103, ha continuato a mostrare comporre fino a ben oltre i 100 iniziative ed estrema lucidità cognitive oltre i 100 anni. anni  Invecchiamento fisiologico vs patologico Il primo non è una malattia, è una condizione fisiologica. I due tipi di invecchiamento comportanto diversi cambiamenti nell’ambiente e nelle funzioni cognitive, motorie e sensoriali della persona. Il tipo di invecchiamento dipende sia da alcuni fattori genetici, ma anche da fattori esperienziali (per es. l’educazione, lo stile di vita, la presenza di malattie corniche). Queste includono la dieta, l’attività fisica (anche 30 min di passeggiata a giorni alterni fa la differenza), fumare, essere coinvolti in attività cognitivamente stimolanti (sudoku, cineforum, leggere libri di piacere etc) Importante: molti di questi fattori che promuovono un buon invecchiamento sono modificabili anche in età avanzata!  7 fattori che sono fattori di rischio principali per AD modificabili Norton et al., (2014) Se si potesse ridurre la prevalenza di ognuno di questi fattori del 10% o del 20% nei prossimi 10 anni, nel 2050 avremmo una riduzione di quasi 9 o16 milioni di casi di AD. → Importante investire sulla scolarizzazione dei bambini e sull’esercizio fisico per non dover poi sostenere il peso della gestione di malati di demenza. attività di svago cognitivamente stimolanti Plasticity and the aging brain - neuropsychology  Abilità motorie, cognitive, risposte Fatti Eventi abituali (memoria (memoria (memorie procedurali) semantica) episodica) Diversi sistemi di memoria seguono diverse traiettorie di sviluppo. Correlazione tra velocità di sviluppo di una determinata area cerebrale (importante per un sistema di memoria) e la velocità di sviluppo della capacità di quella memoria.  Abilità motorie, cognitive, risposte Fatti Eventi abituali (memoria (memoria (memorie procedurali) semantica) episodica) Es. Memoria implicita: fin dalla nascita il bambino può imparare ad apprendere una contingenza (condizionamento operante) tra suzione non nutritiva e voce della mamma (DeCasper e Fifer, 1980, Science). Il cervelletto (importante per memoria non dichiarativa) è già molto avanti nello sviluppo alla nascita. Es. Memoria dichiarativa episodica e spaziale: l’ippocampo non è morfologicamente e funzionalmente maturo prima dei 5-6 anni ed è cruciale per questo tipo di memoria.  Memoria a breve termine Modello di Baddeley L'Esecutivo centrale: sistema flessibile, responsabile del controllo dei processi cognitivi, coordinazione dei sistemi subordinati per eseguire compiti diversi in contemporanea, attenzione selettiva ed inibizione. Loop Fonologico: tratta l’informazione verbale. È costituito da due sotto-componenti: un magazzino fonologico a breve termine ed un sistema di ripetizione articolatoria. Taccuino visuo-spaziale: memoria di lavoro visuo-spaziale (o "visuo-spatial sketchpad"). Buffer episodico: combina le informazioni in rappresentazioni unitarie, significative e coerenti. → Deficit in più funzioni esecutive possono essere dovute a un deficit in una sottocomponente condivisa (es esecutivo centrale per wm e inibizione)  Invecchiamento fisiologico Con l’invecchiamento molti aspetti legati all’elaborazione delle informazioni diventano meno efficienti, incluso la rapidità di elaborazione delle informazioni, il controllo cognitivo e inibitorio (difficoltà reprimere un comportamento inadeguato allo scopo), la memoria di lavoro (esecutivo centrale), la memoria episodica (cosa è successo ieri? Pattern separation). L’anziano è più lento a codificare e quindi ritiene meno. Altre funzioni cognitive, come lo storage delle conoscenze, la memoria semantica, la memoria implicita, sono preservate e resistenti all’invecchiamento. Declino minore nella memoria implicita, questo perché le memorie episodiche si basano sull’ippocampo e questo invecchia maggiormente rispetto alle strutture su cui si basano le memorie motorie. Abilità motorie, cognitive, risposte Fatti Eventi abituali (memoria (memoria (memorie procedurali) semantica) episodica)  Invecchiamento fisiologico Le memorie episodiche si basano sull’ippocampo e questo invecchia maggiormente rispetto alle strutture su cui si basano le memorie motorie. Ecco perché gli anziani fanno fatica a creare nuove memorie: quelle vecchie ormai sono migrate alla neocorteccia, mentre quelle nuove si basano sull’ippocampo che invecchia molto (anche HM ricordava cosa era successo 20 anni prima dell’operazione, ma dopo l’operazione non ha mai più formato nuove memorie.) La memoria implicita è abbastanza preservata, con un’eccezione..  Esempio di memoria implicita: apprendimento percettivo visivo a breve termine Molto rapido (basta un trial) e duraturo  Esempio di memoria implicita: apprendimento percettivo visivo a breve termine E’ dicotomico, effetto eureka  Esempio di memoria implicita: apprendimento percettivo visivo a breve termine % of subjects showing the “Eureka” effect "Eureka " effect and age 80,00% 70,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% 18-50 65-69 70-74 75-79 80-84 85-89 90-95 Age (years) Berardi et al. E’ una memoria implicita che dipende da strutture inferotemporali che invecchiano. Ogni funzione e struttura nervosa ha una sua traiettoria di invecchiamento, proprio come aveva avuto una traiettoria di sviluppo.  Invecchiamento fisiologico Con l’età declina: la velocità di elaborazione delle informazioni, la memoria dichiarativa, in particolare la memoria spaziale e la performance in tutti quei compiti che richiedono il ricordo di eventi nel contesto (spaziale e temporale) in cui sono avvenuti (pattern separation) - tutti i compiti che coinvolgono l’ippocampo e le strutture del lobo temporale mediale. Declinano inoltre il controllo congitivo e inibitorio e la memoria di lavoro – funzioni che dipendono dal funzionamento della corteccia prefrontale. Le memorie emozionali restano preservate perchè l’amigdala invecchia più lentamente: https://www.youtube.com/watch?v=5kQvZ5F6LUc L’altro dominio che viene compromesso con l’invecchiamento è l’attenzione: misurabile con la performance a «dual tasks» Nell’animale il pattern di declino cognitivo è lo stesso: le funzioni che invecchiano di più sono quelle che dipendono dalla corteccia prefrontale e dal lobo temporale mediale (ippocampo).  Invecchiamento fisiologico esempio dati cross sezionali, sono persone diverse con età diverse Park and Reuter Lorenz, 2009 Digit symbol test : una cifra è associata ad un simbolo ed il soggetto deve studiare l’appaiamento e poi farlo il più rapidamente possibile. Computational span: si dà una piccola operazione da fare, tipo 7+3= e il soggetto deve dare la risposta e ricordare la seconda cifra. Alla fine di tutto, deve dare le seconde cifre nell’ordine in cui le ha incontrate  Invecchiamento fisiologico MLT visuo-spaziale. Devi osservare per 2 minuti questa immagine e poi riprodurla. I numeri sono i punteggi che vengono assegnati se il soggetto riproduce quell’elemento. esempio Park and Reuter Lorenz, 2009 Digit symbol test (una cifra è associata ad un simbolo ed il soggetto deve studiare l’appaiamento e poi farlo il più rapidamente possibile. Computational span: si dà una piccola operazione da fare, tipo 7+3= e il soggetto deve dare la risposta e ricordare la seconda cifra. Alla fine di tutto, deve dare le seconde cifre nell’ordine in cui le ha incontrate  Invecchiamento fisiologico I cambiamenti nei processi cognitivi (test neuropsicologici) sono collegati ai cambiamenti nei meccanismi che li supportano Alcune riflessioni: 1) I processi cognitivi sono tutti integrati: es se codifico più lentamente avrò bisogno di più tempo → se ho poco tempo memorizzerò male (figura di Rey) I test non misurano solo una funzione (memoria visuo spaziale ma anche rapidità di elaborazione) 2) Deficit in più funzioni esecutive possono essere dovute a un deficit in una sottocomponente condivisa (es esecutivo centrale per wm e inibizione) 3) Effortful-automatic distinction: l’anziano ha più difficoltà con le strategie cognitivamente costose e questo può portarlo ad usare strategie automatiche che però non sono più adeguate al contesto (perseverano). Potenziale spirale negativa.  Invecchiamento fisiologico Effortful-automatic distinction es Pattern separation Recognition Sufficienti aree Senso di familiarità, del lobo Dove l’ho visto? ma non temporale contestualizzo mediale Effortless (no ippocampo, es cort peririnale) Recall Ah, è quello So esattamente chi è Ippocampo della banca ! Effortful, strategic funzionale recovery of necessario contextual detail  Invecchiamento fisiologico Le memorie dichiarative a lungo termine contestualizzate dipendono dall’integrità del lobo temporale mediale (ippocampo e aree circostanti) e dalla loro plasticità. C’è un cambiamento nella plasticità in queste aree che è legato al declino della memoria dichiarativa durante l’invecchiamento fisiologico? Ci sono cambiamenti funzionali e strutturali in queste strutture? Plasticity and the aging brain – functional and structural changes  Cambiamenti strutturali e funzionali – invecchiamento fisiologico Durante l’invecchiamento fisiologico ci sono delle alterazioni funzionali prevalentemente a carico del lobo temporale medio e della corteccia prefrontale e questi cambiamenti legati all’età probabilmente contribuiscono ai deficit neuropsicologici che abbiamo visto (Berchtold et al. 2008; Burke and Barnes, 2006, Park and Reuter Lorenz 2009; Barnes 2011, Holden and Gilbert, 2012 for review). MA Molti dei cambiamenti legati all’età non sono attribuibili a una perdita di neuroni generalizzata (come ipotizzato originariamente), infatti nell’uomo (Raz et al., 2004; Pakkenberg and Gundersen, 1997; Pakkenberg et al., 2003; West, et al 1994), nei primati non umani (Merrill et al., 2004; Peters et al., 1994; Gazzaley et al., 1997; Keukeret al., 2003) e nei roditori (Merrill et al., 1996), una significativa morte cellulare nell’ippocampo e neocorteccia NON E’ caratteristica dell’invecchiamento fisiologico (ma di quello patologico). Quello che cambia e si riduce è invece la densità sinaptica. Questo fattore è quello che principalmente determina la riduzione di volume nelle varie strutture cerebrali.  Cambiamenti strutturali e funzionali – invecchiamento fisiologico Riduzione di volume, ogni dipolo è un soggetto A cosa è dovuta questa riduzione? Nonostante la riduzione del volume, il numero globale di cellule nervose del cervello umano declina di meno del 10% nell’arco di 70 anni. Questi cambiamenti sono irrisori rispetto Hippocampus Human Rat a quelli che avvengono in malattie neurodegeneative come AD e PD. Errori metodologici negli studi dell’uomo: 1) Non hanno descritto la causa della morte (quindi inclusi anche malattie neurodegenerative) Cause of death? 2) No utilizzo metodo stereologico Una volta corretti questi due errori, i cambiamenti erano minimi come nel topo. Burke and Barnes, 2006  Eccezione: Memory Impairment in Aged Primates Is Associated with Focal Death of Cortical Neurons and Atrophy of Subcortical Neurons Smith et al., 2004 Due regioni della cort prefrontale (46 e 8A), entrambe coinvolte nella memoria di lavoro, 8A ha una perdita neuronale apprezzabile e l’altra no. Pannello E: il n di cell nervose x10^6 quindi milioni ci cellule. Area 46 il giovane e l’anziano sono uguali, sia negli strati più superficiali 2 e 4 sia in quelli più profondi 5 e 6. Nell’area 8A no, ce ne sono circa 9 milioni nel giovane e circa 6 milioni nell’anziano negli strati più superficiali quindi circa 30% meno. Sono tutte due aree che fanno parte della cort prefrontale, tutte e due coinvolte nella memoria di lavoro, entrambe funzionano peggio nell’anziano ma per motivi diversi, solo in 8A si ha una perdita neuronale, in 46 sono probabilmente meno e meno funzionanti i contatti sinaptici.  Eccezione: Memory Impairment in Aged Primates Is Associated with Focal Death of Cortical Neurons and Atrophy of Subcortical Neurons Smith et al., 2004 Nelle strutture sottocorticali la morte neuronale è un po’ più apprezzabile con l’età. Also cholinergic input to area 8A is reduced in Nei compiti di memoria di lavoro sono importanti i sist di aged monkeys neuromodulazione, la dopamina e l’acetilcolina, questi due sistemi con l’invecchiamento sano hanno una perdita neuronale apprezzabile che contribuisce al deficit della memoria di lavoro. Quindi il deficit di memoria di lavoro viene fuori da un quadro complesso: a livello corticale alcune aree hanno meno contatti sinaptici, altre hanno anche meno neuroni, in più l’innervazione neuromodulatrice dalle strutture sottocorticali a quelle corticali si riduce con l’età. Quindi non è c’è un singolo fattore è un quadro complesso.  Invecchiamento fisiologico - Un quadro complesso Riduzione densità sinaptica Riduzione volume corticale Perdita neuronale – alterazioni regione-specifiche Declino più pronunciato nella corteccia prefrontale, moderato nella corteccia temporale, lieve nelle regioni occipitali Perdita di neuroni sottocorticali che costituiscono i sistemi di neuromodulazione a proiezione diffusa – riduzione dell’innervazione neuromodulatrice (dopamina e acetilcolina) dalle strutture sottocorticali a quelle corticali  I cambiamenti nella plasticità neurale legati all’invecchiamento fisiologico agiscono a molteplici livelli In aggiunta alla riduzione della densità sinaptica, l’invecchiamento altera l’induzione e il mantenimento dell’LTP nell’ippocampo, fondamentale per la formazione di memorie dichiarative. (see Burke and Barnes 2006 for review). (Le cellule dell’ippocampo anziano hanno iperpolarizzazioni postume più lunghe, non ce la fanno ad emettere potenziali d’azione a frequenza elevate). Se l’ingresso, la ricezione, l’elaborazione delle informazioni è meno efficace, è meno probabile anche innescare i fenomeni di plasticità sinaptica. Ci sono quindi cambiamenti funzionali: una minor efficienza dell’elaborazione delle informazioni, e minor efficacia sinaptica. Le alterazioni nei meccanismi di plasticità impattano le funzioni cognitive nell’anziano. Animali giovani e anziani, registrano da DG (sinistra) e CA3 (destra). Inducono LTP, quindi CA3 e DG rispondono più vigorosamente al loro ingresso sinaptico. Riescono a indurlo anche nell’anziano ma dopo poco svanisce. Il declino dell’LTP correla con il declino della memoria spaziale (Barnes maze). Burke and Barnes, 2006 Le alterazioni nei meccanismi di plasticità impattano le funzioni cognitive nell’anziano. Ma può ancora apprendere! Quindi l’animale anziano non è un animale amnesico, né con demenza perché è in grado di formare una memoria ippocampale a lungo termine! Semplicemente ha una memoria più fragile e l’ippocampo meno efficiente! La formazione e il consolidamento della traccia di memoria sono meno efficaci, ma si possono elicitare. Burke and Barnes, 2006 Alterazioni dell’espressione genica durante l’invecchiamento fisiologico Il mantenimento dell’LTP richiede trascrizione genica e sintesi proteica, entrambe ridotte rispetto alla baseline nell’animale anziano. Nell’uomo tra i 60 e i 70 anni c’è un drastico cambiamento nella trascrizione di molti geni, alcuni vengono sovraespressi, altri espressi meno (più frequente con un generale calo dell’espressione genica). A questo livello entrano in gioco i fattori epigenetici Burke and Barnes, 2006; Berchtoldt et al., 2008  Fattori epigenetici nell’invecchiamento fisiologico Nell’animale anziano per esempio, ci sono livelli di metilazione del DNA maggiori, e questo rende meno probabile la trascrizione dei «geni della plasticità», ovvero quei geni la cui trascrizione contribuisce alla promozione e mantenimento della plasticità sinaptica, Peleg et al. (2010). Inoltre, intervenendo farmacologicamente, era possibile aumentare la trascrizione di questi geni e il topo migliorava nel compito di memoria. → Quindi non solo l’anziano non è amnesico, ma le sue limitazioni si basano anche su fattori epigenetici sui quali posso intervenire farmacologicamente o comportamentalmente (corsa, + acetilazione, memorie più durature). Esperimento di Peleg et al. (2010): paradigma di fear conditioning learning in topi di 16 mesi (anziani) hanno difficoltà a consolidare nuove memorie ippocampo dipendenti (dimenticano dopo poco). Il fallimento di consolidamento di memoria correlava con l’espressione dei geni di plasticità nell’ippocampo, questi geni sono metilati. Se nell’ippocampo di questi animali si inietta un farmaco che aumenta l’acetilazione degli istoni, la trascrizione genica aumenta e il topo migliora nel compito di memoria e si ricordano che quel contesto era legato ad un’esperienza negativa per un mese.  Invecchiamento fisiologico - Un quadro complesso Riduzione densità sinaptica Riduzione volume corticale Perdita neuronale – alterazioni regione-specifiche Declino più pronunciato nella corteccia prefrontale, moderato nella corteccia temporale, lieve nelle regioni occipitali Maggior metilazione DNA Minor trascrizione geni Perdita di neuroni sottocorticali plasticità e sintesi proteica che costituiscono i sistemi di neuromodulazione a proiezione Difficoltà di induzione e diffusa – riduzione mantenimento LTP dell’innervazione neuromodulatrice (dopamina e Minor plasticità e difficoltà acetilcolina) dalle strutture consolidamento memorie sottocorticali a quelle corticali  Place maps e invecchiamento fisiologico Frequente disorientamento spaziale nell’anziano. Le mappe spaziali si basano sul funzionamento di alcune cellule, le cellule di posizione (place cells) dell’ippocampo, che hanno la caratteristica di attivarsi solo quando l’individuo si trova in un punto preciso di un ambiente noto. Quando arriviamo in un ambiente nuovo nessuna cellula di posizione ha un campo di posizione, lo esploriamo e con l’esplorazione le cellule dell’ippocampo formano il loro campo di posizione. Nell’animale giovane le mappe spaziali rimangono stabili per mesi, e quando il topo ritorna nello stesso ambiente riattiva le stesse cellule di posizione anche a distanza di tempo. L’animale anziano riesce a formare le mappe di posizione, ma quando torna a distanza di tempo nello stesso ambiente può succedere che attivi un gruppo indipendente di cellule di posizione e non quelle originali. E’ come se recuperasse la mappa sbagliata. Le mappe spaziali non restano ancorate al contesto nei ratti anziani Exploration 24h later, re-exploration Young Old Nel secondo caso, l’animale anziano non ricorda di essere stato in quel posto precedentemente, non ha una mappa spaziale o confonde il posto con un altro. (Non va a cercare il cibo o la via di fuga nel posto giusto, ma riesplora da capo). Riduzione della neurogenesi nel giro dentato con l’età: uomo e roditore Con l’età l’ippocampo invecchia ma non in modo uniforme, il giro dentato (dove c’è neurogenesi nell’animale adulto) invecchia prima degli altri. Nel roditore c’è più neurogenesi nel giovane rispetto all’uomo, ma poi cala più drasticamente. Nel topo diminuisce di circa 10 volte, nell’uomo circa 4. Inoltre una proporzione minore di cellule di nuova generazione diventa neurone. Alla fine il rate di neurogenesi da anziani è simile tra le due specie. Kheirbeck and Hen, 2013  Invecchiamento fisiologico - Un quadro complesso Riduzione Riduzione densità sinaptica volume corticale Perdita neuronale – alterazioni Ridotta regione-specifiche neurogenesi Declino più pronunciato nella corteccia prefrontale, moderato Difficoltà di nella corteccia temporale, lieve recupero mappe nelle regioni occipitali spaziali Maggior metilazione DNA Minor trascrizione geni Perdita di neuroni sottocorticali plasticità e sintesi proteica che costituiscono i sistemi di neuromodulazione a proiezione Difficoltà di induzione e diffusa – riduzione mantenimento LTP dell’innervazione neuromodulatrice (dopamina e Minor plasticità e difficoltà acetilcolina) dalle strutture consolidamento memorie sottocorticali a quelle corticali Mappa funzionale dell’ippocampo DG: pattern separation come funzione principale (anche se non unica ovviamente) CA3: la pattern completion, inizio a recuperare una memoria ma all’inizio non è completa CA1: integrazione degli ingressi, un contesto non è solo visivo. È uditivo, olfattivo etc e l’ippocampo mette insieme tutte queste informazioni in CA1 per creare la mappa contestuale. Ci sono evidenze che la pattern separation si danneggi con l’età. Fino ad ora l’ippocampo è stato studiato come se fosse una singola struttura, ma in realtà è costituito da diverse sottostrutture con diverse traiettorie di invecchiamento e funzionalità (vedi review Barnes, 2011). Small et al., 2011  La vulnerabilità dell’ippocampo varia tra AD sottostrutture. MRI funzionale e strutturale hanno consentito di identificare differenze regionali nell’ipometabolismo (in blu) tra diversi disordini. AD colpisce di più la corteccia entorinale VD La demenza vascolare colpisce di più il CA1 L’invecchiamento fisiologico colpisce di più il giro dentato. AGING Ogni struttura ha la sua traiettoria di invecchiamento, ogni struttura al suo interno ha sottostrutture che invecchiano diversamente. Quindi ogni funzione avrà la sua traiettoria di invecchiamento. Plasticità compensativa nell’invecchiamento  Plasticità compensativa Se da un lato la plasticità neurale diminuisce con l’invecchiamento, dall’altro la plasticità compensativa aumenta. Per plasticità compensativa intendiamo una serie di manifestazioni di plasticità volte a compensare per quei cambiamenti associati all’invecchiamento. Si manifesta attraverso l’attivazione di una rete più estesa e complessa di aree corticali, in particolare della corteccia prefrontale, per lo svolgimento di un compito rispetto a quelle attivate da soggetti giovani per lo stesso compito. La maggiore attivazione ed estenzione del network corticale correla con la miglior performance nell’anziano (see Park and Reuter Lorenz, 2009 for a review).  Plasticità compensativa performing performing Per performare a livello dei giovani i soggetti anziani attivano un’area aggiuntiva nell’altro emisfero. Rilevanza di quell’area per il task dimostrato anche con rTMS.  Wingfield and Grossman, 2006 Plasticità compensativa Risultati simili per abilità linguistiche e motorie Compito di comprensione semantica: gli anziani con buona comprensione attivano aree aggiuntive, una di queste viene attivata nei giovani quando la frase da comprendere è particolarmente complessa e richiede maggior supporto della working memory (es. Frasi burocratiche) Young > elderly good comprehenders I giovani attivano di più l’area posteriore del linguaggio, un’area nella corteccia temporo- parietale posterolaterale nell’emisfero di sinistra che è considerata il buffer uditivo fonologico a breve termine che ritiene le informazioni temporaneamente durante l’elaborazione. Elderly GC > Young Gli anziani con buona comprensione attivano maggiormente due aree: 1) la porzione dorsale della corteccia frontale inferiore di sinistra (importante per rehersal subvocale -wm) 2) un’area nella corteccia temporo-parietale posterolaterale nell’emisfero di DESTRA. Quest’area è attivata anche nei giovani per frasi complesse che richiedono sforzo di wm. (Cooke et al. 2002), per gli anziani invece si attiva per ogni tipo di frase. Codifica anche per la prosodia.  Plasticità compensativa Le attivazioni aggiuntive negli anziani compensano la minor attivazione delle aree del linguaggio di sinistra, e consentono loro di ottenere una performance paragonabile a quella del giovane. → L’anziano ottiene una buona performance aumentando il numero di risorse neurali e cognitive. Per comprendere sfrutta maggiormente la wm (rehersal) e attiva aree coinvolte anche nella prosodia che mi aiuta a parcellizzare la frase in componenti più semplici. Le aree chiamate in soccorso non sono a caso, sono già coinvolte nella funzione linguistica! → Il cervello anziano può mantenere una funzionalità buona MA attivamente, è un active resilience, si deve impegnare attivamente implementando strategie cognitive diverse che gli consentono di reclutare risorse aggiuntive. Imparare a sfruttare le risorse cognitive rimanenti.  Ipotesi del dedifferenziamento Nell’invecchiamento avviene un processo inverso rispetto a quello che è avvenuto durante lo sviluppo. Durante lo sviluppo le aree passano da essere «multipotenti» ad essere specializzate (se lo sviluppo procede correttamente), durante l’invecchiamento torniamo indietro e una certa area ritorna a poter implementare più funzioni anche se meno bene. Oggi questa ipotesi è superata, le nuove attivazioni vengono interpretate alla luce delle diverse strategie compensatorie che vengono messe in atto per ottenere una buona performance. E’ un processo attivo, non avviene in tutti gli anziani, solo in quelli che attivamente cercano nuove strategie.  Plasticità compensativa e Scaffolding Park and Reuter-Lorenz (2009) suggeriscono che la plasticità compensativa non sia una caratteristica specifica dell’invecchiamento, ma che possa essere messa in atto anche nei giovani/adulti tutte le volte che incontrano delle difficoltà a svolgere un certo compito. Nell’anziano si osserva con più facilità perchè trovano i compiti più difficili con maggior frequenza. Scaffolding = impalcatura – the brain’s response to challanges Durante l’invecchiamento cognitivo viene reclutata sempre di più la corteccia prefrontale per fronteggiare il declino di alcune funzioni cognitive. La PFC è predisposta a farlo perché viene usata anche nei giovani per compiti difficili. Secondo gli autori la PFC funge da scaffold, da impalcatura di supporto che interviene per supportare una struttura cognitiva che invecchiando funziona meno bene. Mentre il giovane la usa facilmente perché è più plastico, l’anziano deve attivamente imparare a sfruttare maggiormente la PFC come scaffold.  Da tutto ciò si evince che.. Se mettiamo in atto degli interventi volti a potenziare la neuroplasticità nell’anziano, sia quella alla base dei fenomeni di apprendimento e memoria che della plasticità compensativa, potremmo ottenere un beneficio globale per lo stato cognitivo del soggetto. Come? Lo scaffolding si sviluppa come conseguenza di esperienze stimolanti. “Abbiamo imparato a camminare camminando, a vedere vedendo, a pensare pensando” Riesco a sfruttare la plasticità compensativa facendo continui esercizi cognitivi. → Aumentare la neuroplasticità nell’anziano rimanendo cognitivamente attivi.  Predictors of maintaining cognitive function in older adults: The Health ABC (Aging and Body Composition) Study Non tutti invecchiamo allo stesso modo. Hanno seguito partecipanti per 7 anni con test cognitivi ogni 2-3 anni (tutti soggetti sani!). Ci sono mantainers, minor e major decliners. Gli anziani che mantengono buone funzioni cognitive hanno un profilo diverso da quelli che hanno un lieve o forte declino: sono più attivi fisicamente e cognitivamente. Yaffe et al., Neurology, 2009 Molti di questi fattori sono modificabili anche in età avanzata e possono quindi costituire la base di programmi di prevenzione per promuovere un buon invecchiamento.