Lo sviluppo del cervello: i primi tre anni

I primi tre anni di vita sono un periodo di incredibile crescita in tutte le aree di sviluppo del bambino. Il cervello di un neonato è di circa il 25 per cento del suo peso adulto . Ma all'età di 3 anni , è cresciuto notevolmente con la produzione di miliardi di cellule e centinaia di migliaia di miliardi di connessioni , o sinapsi , tra queste cellule . Mentre sappiamo che lo sviluppo del cervello di un bambino si completa con l’adattamento all’ambiente, sappiamo anche che ci sono molte cose che i genitori e gli operatori sanitari possono fare per aiutare i bambini a stabilire modelli adeguati per la formazione permanente e sana del cervello..

Natura (geni ), ambiente (adattamento) e sviluppo del cervello :

I geni e l'ambiente interagiscono in ogni fase dello sviluppo del cervello , ma svolgono ruoli molto diversi . In generale , i geni sono responsabili del cablaggio di base  per formare tutte le cellule (neuroni) e i collegamenti generali tra differenti regioni del cervello, mentre l'esperienza è responsabile per perfezionare tali connessioni , aiutando ogni bambino ad adattarsi al particolare ambiente (geografico , culturale , famigliare, scolastico,  del gruppo di pari ) al quale appartiene .  Ad esempio , ognuno di noi nasce con la possibilità di imparare la lingua . I nostri cervelli sono programmati per riconoscere il linguaggio umano , di discriminare le differenze tra singoli suoni , per mettere insieme le parole e il significato, e per raccogliere le regole grammaticali allo scopo di ordinare le parole per comporre una frase. Tuttavia, il particolare linguaggio di un bambino, la dimensione del suo vocabolario, il dialetto esatto e l'accento con cui parla, sono determinati dal contesto sociale in cui cresce, cioè dalle migliaia di ore che ha passato (iniziando ancor prima della nascita ) ad ascoltare e parlare con gli altri . Il potenziale genetico è necessario, ma il DNA da solo non può insegnare ad un bambino a parlare . 

Esperienza e cambiamento della struttura del cervello :

Lo sviluppo del cervello è  "attività-dipendente ",  nel senso che l'attività elettrica in ogni circuito –sia esso  sensoriale, motorio , emotivo, cognitivo - dà forma alla struttura funzionale (il modo in cui quel circuito neurale lavora). Come i circuiti del computer, i circuiti neurali elaborano le informazioni attraverso flussi di elettricità. Diversamente dai circuiti per computer, tuttavia, i circuiti nel nostro cervello non sono strutture fisse. Ogni esperienza - dal vedere il proprio primo arcobaleno, all’andare in bicicletta, leggere un libro, condividere una qualunque esperienza - stimola alcuni circuiti neurali e lascia altri circuiti neurali inattivi . Quei circuiti che saranno costantemente attivati nel corso del tempo, conseguentemente saranno rafforzati, mentre al contrario quei circuiti che sono raramente attivati andranno ad inibirsi sino a spengersi. I neuro scienziati affermano che  " le cellule che sparano insieme,  si legano insieme “  

L'eliminazione dei circuiti neurali non utilizzati è un fenomeno funzionale  chiamato “la potatura ". La “potatura” , per quanto sia un duro meccanismo selettivo, è una caratteristica funzionale che semplifica l'elaborazione neurale dei bambini, rendendo i circuiti che sono ripetutamente attivati capaci di lavorare in modo più rapido ed efficiente. Senza la potatura sinaptica , i bambini non sarebbero in grado di camminare , parlare , e sviluppare le varie abilità.  

Il " periodo critico " nello sviluppo del cervello :

La potatura o la selezione di circuiti neurali attivi si svolge per tutta la vita, ma è molto più comune nella prima infanzia. Gli studi sugli animali hanno dimostrato che ci sono alcune finestre di tempo durante il quale i giovani sono particolarmente sensibili al loro ambiente. I bambini richiedono un normale input visivo o possono subire perdite durevoli; bambini nati con gli i cosiddetti occhi "pigri" non riusciranno a sviluppare la piena acutezza e profondità nella percezione visiva se il problema non viene prontamente corretto . Così come le competenze linguistiche dipendono in modo critico da input verbali (o il linguaggio dei segni , per i bambini con problemi di udito) nei primi anni di vita,  o determinate abilità, come la grammatica e la pronuncia , possono essere influenzate in modo permanente . Il periodo critico per l'apprendimento della lingua, ad esempio,  comincia a chiudere a circa cinque anni di età e termina intorno alla pubertà . Questo è il motivo per cui gli individui che imparano una nuova lingua dopo la pubertà quasi sempre parlano con un accento straniero. Sappiamo molto meno circa lo sviluppo di altre abilità mentali, come ad esempio il funzionamento emotivo, le capacità matematiche, o l’ abilità musicale. Se il loro sviluppo è paragonabile alla visione o al linguaggio, possiamo aspettarci che alcune caratteristiche saranno soggette ad un periodo critico, mentre altre non lo sono. Analogamente, lo sviluppo socio-emotivo del bambino dipende da un positivo attaccamento, mentre gravi problemi di comportamento si presentano nei bambini che sono stati gravemente trascurati durante il primo anno o più della vita  (come le migliaia di bambini allevati in orfanotrofi statali ). Simili problemi emergono tra le scimmie che sono allevate in isolamento, e i neuro scienziati stanno cominciando a capire come la mancanza di attaccamento nella prima infanzia altera lo sviluppo delle aree emotive del cervello. 

Sviluppo del cervello e periodi critici :

I neuro scienziati non hanno ancora piena comprensione della base biologica di questi periodi critici. Una teoria è che questi periodi corrispondano a un periodo di “eccesso di connessioni sinaptiche nel cervello” Tra l'infanzia e gli anni di scuola elementare, il cervello va in “over” , cioè produce connessioni circa il 50 per cento in più di quante ne possano essere poi conservate in età adulta . Durante il periodo critico, l'esperienza di un bambino – sia essa sensoriale, motoria, emotiva e cognitiva - determina quali di queste sinapsi saranno conservate nel tempo, attraverso la potatura delle connessioni meno utili. In questo modo, il cervello di ogni bambino si “calibra” per affrontare le sfide del suo particolare ambiente. Una teoria correlata sostiene che l'apprendimento stesso crea periodi critici nel cervello di un bambino . Vale a dire anche, per contro, che più a lungo un bambino è stato esposto ad un tipo di esperienza o dell'ambiente, meno sarà probabile e in grado di invertire l'apprendimento sinaptico che ha già avuto luogo e che si è consolidato nel tempo. Gli studi sperimentali sugli animali forniscono conferme importanti a questa teoria di riferimento.

Il completamento dello sviluppo del cervello:

 In qualche modo, mai. I nostri cervelli sono continuamente a ri-plasmare se stessi per soddisfare le esigenze e le sfide della vita di tutti i giorni, anche durante l'età adulta. Tuttavia, vi sono alcuni aspetti della struttura e della funzione cerebrale che si “livellano” durante lo sviluppo. Ad esempio, circa 100 miliardi di neuroni si formano durante i primi cinque mesi di gestazione. Prove recenti suggeriscono che nuovi neuroni vengono prodotti per tutta la vita, anche se molto meno rapidamente e probabilmente in numero sufficiente solo per sostituire quelle connessioni neurali che a poco a poco muoiono.

Il cervello di un neonato è solo circa un quarto delle dimensioni del cervello adulto. Cresce di circa l’ 80 % della dimensione adulta nei primi  tre anni di vita e il 90 % nei primi cinque anni. Questa crescita è in gran parte dovuta al mutamento di singoli neuroni, che sono strutturati come veri e propri alberi. In questo modo, ogni cellula del cervello inizia come un piccolo alberello e germoglia gradualmente le sue centinaia di dendriti ramificati. La crescita del cervello (misurata sia come peso o volume ) è in gran parte dovuta alla crescita di questi dendriti, che servono come punto di ricezione per l'input sinaptico di altri neuroni .

Un altro modo di misurare lo sviluppo del cervello è quello di esaminare la velocità di elaborazione neurale. Il cervello di un neonato funziona molto più lentamente di un cervello adulto. La trasmissione di informazioni è circa sedici volte meno efficiente. La velocità di elaborazione neurale aumenta notevolmente durante l'infanzia, raggiungendo il suo massimo a circa quindici anni di vita. La maggior parte di questo aumento è dovuto alla progressiva mielinizzazione degli assoni delle cellule nervose (i lunghi "fili" che collegano un neurone a un altro neurone). La mielina è una sostanza grassa molto densa che isola gli assoni in molto simile alla guaina di plastica su un cavo di alimentazione, aumentando la velocità e qualità della trasmissione elettrica tra fibre nervose adiacenti. La mielinizzazione è più rapida nei primi due anni di vita,  ma continua forse il più tardi a 30 anni di età.

Lo sviluppo sinaptico è una questione ben più complicata. Le sinapsi sono i punti di collegamento tra l'assone di un neurone e il dendrite di un altro. Mentre le informazioni viaggiano lungo la lunghezza di un singolo neurone come un segnale elettrico che viene trasmesso attraverso la sinapsi (attraverso il rilascio di neurotrasmettitori), sul lato ricevente (post - sinaptica), speciali recettori per i neurotrasmettitori modificano il segnale chimico in segnale elettrico, ripetendo il processo nei neuroni successivi nella catena. Il numero di sinapsi tocca il suo apice nella corteccia cerebrale nei primi anni di vita, ma poi diminuisce di circa un terzo tra la prima infanzia e l'adolescenza.

Le implicazioni pratiche nel Changing Mind :

1) innanzitutto, i circuiti neurali si strutturano e consolidano coinvolgendo le aree funzionali del cervello ai vari livelli, formando mappe in base alle informazioni fisiologiche e alla memoria, e determinano gli stati mentali e la soggettività. La mente e la soggettività, cioè, sono fatte esattamente della stessa sostanza del cervello. 

2) il meccanismo della "potatura" fa sì che il cervello si modelli alle necessità di adattamento, e ciò avviene anche in relazione ad ambienti e contesti "disfunzionali". Il fine dei processi neurali è mantenere l'omeostasi fisiologica ai fini di salvaguardare la sopravvivenza,

3) quanto più questi circuiti di adattamento disfunzionale sono durati nel tempo, tanto più saranno complessi i relativi processi mentali e più diffcili i processi di cambiamento,

4) è possibile lavorare su tali strutture neurali, ai vari livelli funzionali, per modificarle e renderle da semplicemente adattive e responsive a attivamente e consapevolmente "pro-attive". 

5) lavorando su questi meccanismi e strutture neurali, si genera un cambiamento nella mente e nella soggettività.