Squilibrio del rapporto eccitazione/inibizione nell’autismo

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Una popolare teoria unificante relativa alle cause dell’autismo, descritta per la prima volta nel 2003, mostra come il disturbo possa essere parte di uno sbilanciamento tra eccitazione ed inibizione nel cervello, in particolare nei circuiti che governano i processi sensoriali, della memoria e dei comportamenti sociali ed emozionali.

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Fattori genetici e ambientali convergerebbero, in modo differente tra individuo e individuo, producendo uno sbilanciamento nel rapporto eccitazione/inibizione a favore del primo.
John Rubenstein e Michael Merzenich hanno descritto per la prima volta questa teoria in un articolo apparso in Brain and Behavior nel 2003.
L’articolo ha avuto un forte impatto sul modo di concepire le teorie sull’autismo nel campo dei disturbi dello sviluppo, e molte evidenze sono poi state messe in relazione all’idea del disequilibrio E/I.
La teoria di Rubenstein e Merzenich è nata in parte dai report derivanti dallo studio dei ritmi del sonno dei soggetti autistici, dove si può notare come in molti individui ci sia un anomalo andamento nelle onde dell’attività cerebrale rilevate.
Le anomalie delle onde sono indicative di una maggiore eccitabilità, di maggior rumore o di un pattern di attivazione instabile presente nella corteccia cerebrale, la quale è il substrato neuronale delle attività cognitive più elevate.
Lo studio ha fornito ulteriori spunti allo studio della patologia su questo piano d’analisi, infatti numerose ricerche hanno mostrato la compresenza tra autismo ed epilessia in più del 20% dei casi. Inoltre, studi a livello molecolare hanno rafforzato l’iniziale osservazione che alcuni marcatori dei segnali inibitori nel cervello, mediati dal neurotrasmettitore GABA, sono minori in soggetti con autismo. Livelli degli enzimi che sintetizzano il GABA e i recettori nelle membrane cellulari del GABA sono più bassi all’analisi tessutale post-mortem in cervelli di autistici, in relazione ai controlli.

BILANCIAMENTO DEI GENI:

Altri studi simili sostengono l’idea che i geni siano implicati nel bilanciamento dell’attività E/I negli autistici. Ad esempio variazioni nell’area dei cromosomi che codifica per i recettori GABA sono collegati con l’autismo. Lo stesso vale per le variazioni nei geni che controllano lo sviluppo dei neuroni eccitatori o inibitori, la migrazione degli stessi e la loro connettività. Alcuni geni codificano per la capacità di creare sinapsi, altri per le proteine che regolano l’espressione del DNA e altre ancora per gli enzimi e le proteine di struttura. Molte altre proteine sono anche presenti nelle sinapsi o controllano il loro funzionamento e sviluppo. Queste molecole sono parte dei network cerebrali e sono regolate dall’attività cerebrale stessa. Il risultato di tutte queste evidenze è che mutazioni a questi livelli interferiscono nel processo nel quale l’esperienza proveniente dall’ambiente va a modificare le sinapsi e quindi il cervello.
Gli autori dello studio, oltre che a descrivere i cambiamenti a livelli molecolari, cercano di spiegare come i fattori ambientali possano essere collegati ad uno sbilanciamento a livello del rapporto fra eccitabilità ed inibizione.
L’ Ipereccitabilità nelle regioni sottostanti ai processi sensoriali di base potrebbero spiegare le forti reazioni negative che certi individui con ASD mostrano di fronte a lievi stimoli uditivi, tattili o visivi. Rubenstein e Merzenich mettono in luce gli esperimenti in corso sul sistema uditivo dei roditori, dove l’esposizione a forti suoni durante i periodi critici dello sviluppo cerebrale potrebbero danneggiare la formazione delle mappe corticali del suono. Tali mappe sono diverse distribuzioni di neuroni che codificano diversi tipi di suoni, dunque nella corteccia uditiva potrebbero essere sovrarappresentati certi suoni piuttosto che altri.
Poiché i circuiti corticali maturano in ordine gerarchico, un difetto nello sviluppo dei circuiti primari potrebbe produrre gravi cambiamenti nelle funzioni di alto livello, come nel linguaggio e la socializzazione.
Nel sostenere la loro teoria, gli autori citano uno studio eseguito sui topi dove, alterando la sintesi del GABA (uno degli enzimi che pare essere ridotto negli individui con ASD) , si ottengono anormalità negli interneuroni della corteccia cerebrale simili a quelle riscontrate in soggetti autistici.

DALLE CELLULE AL COMPORTAMENTO:

Studi nei quali si studiavano la sindrome di Rett e la sclerosi tuberosa hanno mostrato come la perdita dei trigger nei neuroni GABAergici può da sola riprodurre molti dei sintomi neurocomportamentali di una delezione completa di tali neuroni.
L’articolo qui descritto fa riferimento a molteplici studi a sostegno che la strada battuta dagli autori sia prolifica per quanto riguarda la ricerca sull’autismo.
Gli autori stessi sostengono anche che molto è stato fatto dall’articolo di Rubenstein e Merzenich e che molti contributi sono stati spesi per capire come i segnali inibitori contribuiscano al funzionamento dei circuiti neuronali corticali.
Gli autori portano esperimenti scientifici a favore della tesi del deficit di bilanciamento E/I nel disturbo autistico, ma ricordano anche che non bisogna trarre subito conclusioni certe che potrebbero confondere o ingannare la ricerca futura in questo campo.
I passi successivi dovrebbero essere rivolti in direzione della ricerca di un metodo efficace per portare ad un riequilibrio tra eccitazione ed inibizione neuronale tramite sostanze appropriate.
Questo articolo mostra ancora come la ricerca sull’autismo in tutti i campi possa proporre e portare contributi originali ma importanti verso una conoscenza sempre maggiore del Disturbo dello Spettro Autistico.


Parizad M. BilimoriaTakao K. Hensch26 February 2013

Articolo in lingua inglese: http://sfari.org/news-and-opinion/classic-paper-reviews/2013/the-2003-paper-proposing-signaling-imbalance-in-autism

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