Volti, Auto e Autismo: Cosa Ci Svela lo Spessore del Cervello?

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante dentro il cervello umano, per esplorare un mistero che lega il modo in cui riconosciamo i volti, la nostra passione (o meno) per le auto, e una condizione complessa come l’autismo. Sembra un mix strano? Aspettate di sentire!

Da tempo sappiamo che diverse aree del nostro cervello si specializzano in compiti specifici. Una di queste è la cosiddetta Area Fusiforme Facciale (FFA), un piccolo pezzo di corteccia nel lobo temporale inferiore che si “accende” in modo particolare quando guardiamo un volto. È un po’ come il club VIP del cervello per il riconoscimento facciale.

Ma la cosa interessante è che non conta solo se quest’area si attiva, ma anche come è fatta. In particolare, parliamo dello spessore corticale (CT), cioè quanto è “spessa” la materia grigia in quella zona. E qui le cose si fanno curiose.

Un’area speciale per i volti: la FFA

La FFA, identificata per la prima volta da Nancy Kanwisher e colleghi nel 1997, è definita proprio dalla sua selettività per i volti. La maggior parte delle ricerche si concentra sulla sua attività funzionale, ma alcuni studi hanno iniziato a guardare alla sua struttura. E hanno scoperto cose sorprendenti.

Ad esempio, sembra che avere una FFA leggermente più sottile sia associato a una migliore capacità di riconoscere i volti! Strano, vero? Uno si aspetterebbe il contrario. Ma aspettate, perché la storia si complica ulteriormente.

Lo strano caso dei volti e delle auto

Alcuni ricercatori (McGugin et al., 2016, 2020) hanno deciso di confrontare il riconoscimento dei volti con quello delle… auto. Perché le auto? Beh, sono oggetti complessi che spesso impariamo a distinguere individualmente (pensate a modelli specifici, marche, ecc.), un po’ come facciamo con i volti. E qui è arrivata la sorpresa: nella stessa area FFA, e nelle stesse persone, si è osservato il pattern opposto per le auto! Chi era più bravo a riconoscere le auto aveva una FFA relativamente più spessa.

Questo fenomeno è stato chiamato “Effetto di Correlazione Opposta” (OCE – Opposite Correlation Effect). Un effetto incrociato pazzesco: più bravo con i volti -> FFA più sottile; più bravo con le auto -> FFA più spessa.

Come si spiega? L’ipotesi più affascinante è legata allo sviluppo. Impariamo a riconoscere i volti fin da piccolissimi, un periodo cruciale per lo sviluppo cerebrale. L’esperienza con le auto, invece, arriva molto più tardi. Queste due abilità potrebbero quindi “modellare” la FFA in momenti diversi e attraverso processi neurali differenti. Magari la specializzazione precoce per i volti porta a un “sfoltimento” (pruning) più efficace delle connessioni, risultando in uno spessore minore, mentre l’apprendimento più tardivo per le auto promuove altri meccanismi. Studi successivi, usando tecniche di imaging ad altissima risoluzione, hanno persino visto che l’effetto “volti-sottile” era più pronunciato negli strati più profondi della corteccia FFA.

E nell’autismo? Una previsione intrigante

Qui entra in gioco l’autismo. L’autismo è un disturbo del neurosviluppo che, tra le altre cose, spesso comporta differenze nel processamento sociale e, in particolare, nel riconoscimento dei volti. Molti studi riportano difficoltà specifiche nel decodificare, identificare e interpretare i volti nelle persone nello spettro autistico, e queste differenze sembrano iniziare molto presto nello sviluppo.

Alcune ipotesi suggeriscono che l’attenzione ai volti possa essere ridotta o alterata fin dall’infanzia, mentre magari c’è un interesse maggiore per oggetti o sistemi (come le macchine!). Se così fosse, l’esperienza e l’apprendimento per volti e auto potrebbero avvenire in momenti più ravvicinati nello sviluppo rispetto a quanto accade tipicamente.

Da qui la nostra previsione: se l’OCE nei neurotipici dipende dalla diversa tempistica di apprendimento per volti e auto, allora negli adulti con autismo questo effetto dovrebbe essere ridotto o assente. Una previsione audace, basata sull’idea che lo sviluppo atipico nell’autismo cambi le carte in tavola a livello strutturale nella FFA.

Dentro il cervello con una super-lente d’ingrandimento

Per testare questa idea, abbiamo messo in campo la tecnologia più avanzata. Abbiamo utilizzato una risonanza magnetica (MRI) potentissima, a 7 Tesla (molto più potente delle comuni MRI ospedaliere!), che ci permette di vedere dettagli incredibili, fino ai diversi strati (lamine) della corteccia cerebrale. È come avere una lente d’ingrandimento pazzesca sul cervello!

Abbiamo reclutato un gruppo di adulti con autismo (AUT) e un gruppo di adulti con sviluppo tipico (TD), confrontabili per età, sesso e altri fattori. Prima di tutto, li abbiamo sottoposti a una batteria di test comportamentali per misurare con precisione le loro abilità nel riconoscere volti, auto e anche oggetti nuovi (come controllo). Abbiamo usato test ben validati come il Cambridge Face Memory Test (CFMT+), il Cambridge Car Memory Test (CCMT) e altri test di matching.

Poi, li abbiamo messi nello scanner 7T. Abbiamo fatto tre cose principali:

1. Una scansione anatomica dettagliata dell’intero cervello.
2. Una scansione funzionale (fMRI) mentre guardavano immagini di volti e oggetti, per localizzare con precisione la FFA (in particolare, un’area chiamata rFFA2, già legata all’expertise) in ogni singolo partecipante.
3. Scansioni ad altissima risoluzione (quelle a 0.194 mm!) focalizzate proprio sulla zona della rFFA2, allineate con cura per poter misurare lo spessore totale e quello dei singoli strati corticali (superficiali, medi e profondi).

Misurare questi strati sottilissimi non è banale! Abbiamo usato software specifici e analisi manuali accurate per tracciare i confini della corteccia e identificare i punti di cambiamento nel segnale MRI che corrispondono ai diversi strati.

I risultati: conferme e sorprese

Ebbene, cosa abbiamo scoperto?

• Conferma nei neurotipici: Nel gruppo TD, abbiamo replicato perfettamente l’Effetto di Correlazione Opposta (OCE)! Correlazione negativa significativa tra abilità con i volti e spessore della rFFA2 (più bravi -> più sottile), e correlazione positiva con le auto (più bravi -> più spessa). Questo effetto era forte sia per lo spessore totale che, specificamente, per gli strati profondi. Bingo!
• Differenza nell’autismo: Nel gruppo AUT, l’OCE era praticamente assente. Non c’era una differenza significativa nelle correlazioni tra volti/auto e spessore della rFFA2. Anzi, entrambe le correlazioni tendevano ad essere leggermente negative (più bravi -> più sottile), ma senza raggiungere la significatività statistica per l’OCE.
• Confronto tra gruppi: La differenza nell’OCE tra il gruppo TD e il gruppo AUT era statisticamente significativa. Questo conferma la nostra previsione: il pattern di associazione tra abilità e struttura della FFA è diverso nell’autismo.
• Spessore generale: Un’altra scoperta interessante: la rFFA2 era in media significativamente più spessa negli adulti AUT rispetto ai TD. Questa differenza era guidata soprattutto dagli strati superficiali e profondi, mentre lo strato medio non mostrava differenze significative.
• Specificità dell’area: Abbiamo anche controllato un’area anatomica più ampia del giro fusiforme (rFG), non definita funzionalmente. In quest’area più grande, l’OCE non era significativo nei TD e non c’erano differenze significative tra i gruppi nello spessore generale. Questo suggerisce che i nostri risultati sono specifici per la rFFA2, l’area funzionalmente specializzata.
• Oggetti nuovi: L’abilità nel riconoscere oggetti nuovi non era correlata allo spessore della FFA in nessun gruppo, supportando l’idea che gli effetti osservati siano legati all’esperienza con categorie familiari (volti e auto).

Cosa significa tutto questo?

Questi risultati sono davvero intriganti! La riduzione dell’OCE negli adulti con autismo supporta fortemente l’ipotesi che questo effetto, nei neurotipici, abbia una base nello sviluppo. Il fatto che le traiettorie di apprendimento per volti e auto siano probabilmente diverse nell’autismo (magari più ravvicinate nel tempo, o con un’enfasi diversa fin dall’inizio) sembra riflettersi nella struttura stessa della FFA in età adulta.

Il fatto che l’effetto sia così localizzato nella rFFA2 suggerisce che la differenza tra i gruppi riguardi proprio la specializzazione locale di quest’area. Forse, nei neurotipici, l’intensa e precoce esperienza con i volti porta a una “raffinazione” strutturale specifica (quel relativo assottigliamento, specialmente negli strati profondi, forse legato a pruning o mielinizzazione delle connessioni) che non avviene allo stesso modo nell’autismo.

E lo spessore maggiore della rFFA2 nell’autismo? Questo contrasta con alcuni studi precedenti che trovavano un assottigliamento in aree temporali più ampie. Tuttavia, quegli studi non usavano una localizzazione funzionale così precisa. Il nostro risultato potrebbe indicare che, proprio a causa di una diversa specializzazione guidata dall’esperienza, la FFA nell’autismo non subisce lo stesso “assottigliamento relativo” legato all’expertise per i volti che si osserva nei neurotipici. Potrebbe essere legato a differenze nella connettività funzionale e strutturale tra la FFA e altre aree della rete di processamento dei volti, che sono state riportate nell’autismo.

Uno sguardo al futuro

Ovviamente, questo è solo un pezzo del puzzle. Siamo partiti da adulti, quindi le nostre conclusioni sullo sviluppo sono inferenze. Servirebbero studi longitudinali, che seguano i bambini nel tempo, per vedere direttamente come l’esperienza modella la struttura della FFA.

Inoltre, il nostro campione non era enorme, e anche se abbiamo usato tecniche statistiche per massimizzare la potenza, studi futuri con più partecipanti sarebbero utili, magari esplorando anche le differenze di genere (sappiamo che ci sono differenze medie tra uomini e donne nel riconoscimento di volti e auto). E sarebbe bello trovare altre categorie di oggetti, magari più neutre rispetto al genere, che mostrino effetti simili.

In conclusione, usando tecnologie all’avanguardia, abbiamo gettato uno sguardo più profondo sulla relazione tra la struttura fine del nostro cervello e le nostre abilità percettive. Abbiamo visto come un pattern strutturale specifico nella FFA (l’OCE) sia presente nei neurotipici ma ridotto nell’autismo, supportando l’idea che le diverse esperienze e traiettorie di sviluppo lascino un’impronta misurabile nella corteccia. Questo non solo ci aiuta a capire meglio le basi neurali delle differenze nel riconoscimento dei volti nell’autismo, ma ci offre anche indizi preziosi su come l’esperienza plasmi il cervello di tutti noi. Un piccolo passo in più nella comprensione dell’incredibile complessità della mente umana!

Fonte: Springer