Una nuova ricerca mostra come un'istruzione intensiva modifichi i circuiti cerebrali nei lettori in difficoltà.

I primi anni sono quando il cervello si sviluppa maggiormente, formando connessioni neurali che aprono la strada a come un bambino - e l'adulto finale - esprimerà sentimenti, intraprenderà un compito e apprenderà nuove abilità e concetti.

Gli scienziati hanno persino teorizzato che la struttura anatomica delle connessioni neurali costituisce la base per il modo in cui i bambini identificano le lettere e riconoscono le parole. In altre parole, l'architettura del cervello può predeterminare chi avrà problemi con la lettura, compresi i bambini con dislessia. Ma l'insegnamento può cambiare questo, il nuovo studio trova.

Più connessioni, migliore lettura

Utilizzando le misurazioni RM delle connessioni neurali del cervello, o "sostanza bianca", i ricercatori hanno dimostrato che, nei lettori in difficoltà, i circuiti neurali si sono rafforzati e le loro prestazioni di lettura sono migliorate, dopo solo otto settimane di un programma di tutorato specializzato.

Lo studio, che appare in Nature Communications, è il primo a misurare la materia bianca durante un intenso intervento educativo e collegare l'apprendimento dei bambini con la flessibilità del loro cervello.

"Il processo di educazione di un bambino sta cambiando fisicamente il cervello", afferma Jason Yeatman, assistente professore nel dipartimento di scienze della parola e dell'udito e dell'Istituto per l'apprendimento e le scienze del cervello (I-LABS) presso l'Università di Washington.

"Siamo stati in grado di rilevare i cambiamenti nelle connessioni cerebrali entro poche settimane dall'inizio del programma di intervento. È sottovalutato che gli insegnanti sono ingegneri del cervello che aiutano i bambini a costruire nuovi circuiti cerebrali per importanti abilità accademiche come la lettura ", afferma Yeatman.

Lo studio si è concentrato su tre aree di sostanza bianca - regioni ricche di connessioni neuronali - che collegano regioni del cervello coinvolte nel linguaggio e nella visione.

"Tendiamo a pensare a queste connessioni come fisse", afferma la coautrice Elizabeth Huber, ricercatrice postdottorato. "In realtà, diverse esperienze possono modellare il cervello in modo drammatico durante lo sviluppo".

Dopo otto settimane di istruzione intensiva tra i partecipanti allo studio che hanno lottato con la lettura, due di queste tre aree hanno mostrato evidenti cambiamenti strutturali: una maggiore densità di materia bianca e un "cablaggio" più organizzato. Tale plasticità indica i cambiamenti causati dall'ambiente, indicando che queste regioni non sono strutture intrinsecamente flessibili. Si riorganizzano in risposta alle esperienze che i bambini hanno in classe.

Affrontare la dislessia

La dislessia, un disturbo dell'apprendimento che colpisce la capacità di leggere e scrivere le parole, è la disabilità dell'apprendimento legata alla lingua più comune. Mentre le stime variano, tra 10 e 20 la percentuale della popolazione ha qualche forma di dislessia. Non esiste una cura rapida e semplice, e senza intervento, i bambini con dislessia tendono a lottare a scuola come il bisogno di competenze di alfabetizzazione aumenta nel tempo.

Yeatman, che ha lanciato il Brain Development & Education Lab presso I-LABS, ha condotto lo studio durante le estati del 2016 e del 2017, quando un totale di 24 bambini, dai 7 ai 12 anni, hanno partecipato a un programma di intervento sulla lettura che Lindamood-Bell Learning Centres offerto. L'azienda non ha finanziato lo studio ma ha fornito gratuitamente i servizi di tutoraggio ai partecipanti allo studio. I genitori dei partecipanti avevano riferito che il loro bambino aveva difficoltà a leggere o era stata diagnosticata una dislessia.

Per otto settimane i bambini hanno ricevuto istruzioni individuali per quattro ore al giorno, cinque giorni alla settimana. Hanno fatto una serie di test di lettura prima e dopo il programma di tutoraggio e sono stati sottoposti a quattro scansioni MRI e sessioni di valutazione comportamentale all'inizio, a metà e alla fine del periodo di otto settimane. Un gruppo di controllo di bambini 19 con una combinazione di livelli di abilità di lettura ha partecipato alla risonanza magnetica e alle sessioni comportamentali ma non ha ricevuto l'intervento di lettura.

I ricercatori hanno usato le misurazioni della risonanza magnetica per determinare la densità di tre aree di aree di materia bianca che contengono fibre nervose e connettono tra loro circuiti di elaborazione specializzati. Nello specifico, hanno osservato la velocità con cui l'acqua si diffonde all'interno della sostanza bianca: un declino nel tasso di diffusione indica che si è formato tessuto supplementare, che consente di trasmettere le informazioni più velocemente e facilmente.

L'analisi si è concentrata sul fascicolo arcuato sinistro, che collega le regioni in cui vengono elaborati linguaggio e suoni; il fascicolo longitudinale inferiore sinistro, in cui gli input visivi, come le lettere su una pagina, sono trasmessi in tutto il cervello; e le connessioni callosali posteriori, che collegano i due emisferi del cervello.

I soggetti nel gruppo di controllo non hanno mostrato variazioni nella velocità di diffusione o struttura tra le misurazioni della RM. Ma per i soggetti che hanno preso parte al programma di tutoraggio, le capacità di lettura sono migliorate di una media di un livello completo.

Nella maggior parte dei bambini, i tassi di diffusione sono diminuiti nel fascicolo arcuato e longitudinale inferiore. Per i pochi bambini che non hanno mostrato un significativo declino nella diffusione della risonanza magnetica, Yeatman afferma che potrebbero esserci differenze di capacità individuali per plasticità cerebrale, età dei partecipanti (i cervelli più giovani potrebbero essere più suscettibili di cambiamenti rispetto a quelli leggermente più vecchi) o altri fattori .

Le connessioni callosali non hanno mostrato cambiamenti tra i gruppi di trattamento e di controllo, risultati che supportano la ricerca passata suggerendo che questa struttura, sebbene rilevante per l'acquisizione della lettura, potrebbe già essere matura e stabile per età 7, afferma Yeatman.

Proprio il tipo di tessuto che è stato creato tra i partecipanti al programma di lettura sarà probabilmente oggetto di studi futuri, dicono gli autori. Ad esempio, le misurazioni potrebbero essere aumentate in seguito all'aumento del numero o delle dimensioni di alcuni tipi di cellule che aiutano a nutrire e mantenere la sostanza bianca, o sull'isolamento aggiunto per le connessioni neurali esistenti, dice Huber.

Cervelli di plastica

La sfida con i dati MRI, sottolinea Yeatman, è che riflettono una misurazione indiretta, non un esame pratico del cervello.

Ma la struttura di questo esperimento sottolinea l'importanza dei risultati, aggiunge: I bambini hanno partecipato a un intervento educativo a breve termine strettamente controllato, con una crescita misurabile e identificabile nel tessuto cerebrale dall'inizio alla fine.

"Gran parte di ciò che sappiamo sulla plasticità cerebrale proviene da ricerche condotte su animali", afferma Yeatman. "La bellezza degli interventi educativi è che forniscono un mezzo per studiare le domande fondamentali sul legame tra esperienze infantili, plasticità cerebrale e apprendimento, il tutto dando ai bambini ulteriore aiuto nella lettura".

Yeatman crede che i risultati possano estendersi alle scuole. Gli insegnanti hanno il potenziale per sviluppare il cervello dei loro studenti, indipendentemente dal fatto che abbiano le risorse per fornire istruzioni individualizzate per ogni studente nella loro classe.

"Mentre molti genitori e insegnanti potrebbero temere che la dislessia sia permanente, riflettendo i deficit intrinseci nel cervello, questi risultati dimostrano che i programmi di lettura mirati e intensivi non solo portano a miglioramenti sostanziali nelle abilità di lettura, ma cambiano anche il cablaggio sottostante del circuito di lettura del cervello ", Dice Yeatman.

La National Science Foundation ha finanziato la ricerca.

Fonte: National Science Foundation, Università di Washington

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