Un nuovo studio mostra che l'imaging cerebrale avanzato rivela in che modo l'esposizione nell'utero agli organofosfati modifica l'attività cerebrale negli adolescenti.
Gli organofosfati sono tra le classi di pesticidi più comunemente utilizzate negli Stati Uniti, nonostante le crescenti prove che collegano l'esposizione prenatale alle sostanze chimiche a problemi cognitivi e comportamentali più poveri nei bambini.
Come riportato nel Atti della National Academy of Sciences, i ricercatori hanno utilizzato l'imaging funzionale a infrarossi vicini (fNIRS) per monitorare il flusso sanguigno nel cervello degli adolescenti 95 nati e cresciuti nella Salinas Valley in California, dove è comune la nebulizzazione agricola dei pesticidi.
Rispetto ai loro coetanei, lo studio rileva che gli adolescenti hanno livelli più elevati di esposizione prenatale agli organofosfati hanno mostrato un'alterata attività cerebrale durante l'esecuzione di compiti che richiedono il controllo esecutivo.
"Questi risultati sono convincenti, perché supportano ciò che abbiamo visto con i nostri test neuropsicologici, ovvero che gli organofosfati hanno un impatto sul cervello", afferma l'autore principale Sharon Sagiv, professore associato associato di epidemiologia all'Università della California, Berkeley.
Gli adolescenti facevano parte del Center for the Health Assessment of Mothers and Children of Salinas (CHAMACOS), uno studio longitudinale che esaminava gli effetti di e altre tossine ambientali sullo sviluppo dell'infanzia. Gli investigatori hanno iniziato lo studio più di 20 anni fa. Lo studio ha precedentemente inchiostrato l'esposizione organofosfato prenatale con problemi di attenzione e QI inferiore nei bambini.
Per questo studio, i ricercatori hanno utilizzato fNIRS per misurare l'attivazione cerebrale mentre gli adolescenti di età compresa tra 15 e 17 sono impegnati in una varietà di compiti che richiedono funzioni esecutive, attenzione, cognizione sociale e comprensione del linguaggio.
La tecnica fNIRS utilizza la luce infrarossa per monitorare il flusso sanguigno nelle regioni esterne, o nella corteccia, del cervello. Fornisce informazioni simili alla risonanza magnetica funzionale (fMRI), ma richiede solo un piccolo cappuccio di sorgenti luminose a infrarossi, piuttosto che un enorme tubo MRI, che lo rende una scelta più economica e portatile per gli studi di ricerca.
I ricercatori hanno anche utilizzato i dati del programma California Pesticide Use Reporting, che documentano quando e dove vengono spruzzati i pesticidi agricoli, per stimare la loro vicinanza residenziale all'applicazione di organofosfati durante la gravidanza.
Hanno scoperto che gli adolescenti con una maggiore esposizione prenatale agli organofosfati avevano meno flusso sanguigno verso la corteccia frontale quando erano impegnati in compiti che testano la flessibilità cognitiva e la memoria visiva di lavoro e che avevano più flusso sanguigno verso i lobi parietali e temporali durante i test della memoria di lavoro linguistica.
"Con fNIRS e altri neuroimaging, stiamo vedendo più direttamente il potenziale impatto dell'esposizione di organofosfati sul cervello e potrebbe essere più sensibile al deficit neurologico rispetto ai test cognitivi", afferma l'autore senior Brenda Eskenazi, professore alla Graduate School della UC Berkeley.
I ricercatori sanno poco della relazione tra l'esposizione ai pesticidi e il cervello, quindi non è chiaro perché l'esposizione agli organofosfati sia associata a una minore attività cerebrale per alcuni compiti e una maggiore attività cerebrale per altri.
Tuttavia, i ricercatori hanno osservato modelli simili altre condizioni che colpiscono il cervello, tra cui diabete di tipo 1, Parkinson e Alzheimer, afferma il coautore Allan L. Reiss, professore di psichiatria e scienze comportamentali e professore di radiologia all'Università di Stanford.
"Il cervello ha una straordinaria capacità di utilizzare meccanismi compensativi per contrastare gli insulti a lungo termine", afferma Reiss. "Un'attivazione più elevata può rappresentare il reclutamento e l'utilizzo di risorse neurali extra per affrontare l'inefficienza funzionale correlata a un insulto a lungo termine, e un'attivazione più bassa, quindi, potrebbe essere correlata all'eventuale fallimento nel reclutare queste risorse dopo l'esposizione continua o la malattia esaurisce il cervello capacità di portare risposte compensative online. "
In futuro, il team prevede di ripetere gli esperimenti di imaging del cervello su più di 500 altri partecipanti allo studio CHAMACOS per verificare se le associazioni sono valide.
Coautori aggiuntivi provengono da UC Berkeley e Stanford. Il National Institutes of Health; la US Environmental Protection Agency; lo Stanford Maternal and Child Health Institute; e un dono della Fondazione Albert Yu e Mary Bechmann ha supportato il lavoro.
Fonte: UC Berkeley
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