NEUROSCIENZE. Perch il cervello invecchia? di Frank Luerweg.

LAUTORE Frank Luerweg  giornalista scientifico e vive a Lneburg.


In alcuni casi il cervello invecchia pi rapidamente di noi. Che cosa si nasconde dietro lenigmatico Brain Age Gap, e come si pu contenere il declino mentale?
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Il poeta latino Decimus Iunius Iuvenalis, meglio conosciuto come Giovenale, fu uno sferzante satirico. Nelle sue poesie, composte un centinaio di anni dopo la nascita di Cristo, si prendeva gioco della decadenza dei costumi della sua patria: della corruzione, dellabuso di potere e della strategia del panem et circenses dei regnanti. Si dedic anche ad altri temi con parole chiare, descrivendo i mali della vecchiaia: Peggiore di tutti i danni agli arti  la demenza, che non conosce n i nomi dei servi, n il volto dellamico con cui ha cenato il giorno prima, n di quelli che ha generato e allevato. Giovenale coni cos un termine, demenza, che usiamo ancora oggi per i casi gravi di decadimento cognitivo.

Che il cervello, col passare degli anni, perda efficienza  in linea di principio normale: dimentichiamo pi di frequente gli appuntamenti, o magari chi abbiamo incontrato in citt il giorno prima. Luso della nuova app di banking ci mette di fronte a un enigma a ogni bonifico. E il tradizionale pranzo di Natale cucinato per un paio di vecchi amici ci stressa ogni anno di pi  soprattutto se uno degli ospiti si  convertito da poco alla dieta vegana.

Il declino mentale varia da persona a persona.

Lintensit di queste limitazioni varia notevolmente da persona a persona. Ci sono grandi anziani che superano di gran lunga, quanto a memoria, alcuni giovani. Alcune competenze, inoltre, sono colpite meno di altre. Cos la conoscenza dei fatti che abbiamo appreso e interiorizzato molto tempo fa svanisce solo lentamente: per esempio, che Hitler ha scatenato la seconda guerra mondiale, che il Sole sorge a est e che window  la parola inglese per finestra. Qualcosa di simile vale per le abilit automatizzate, come suonare il pianoforte o andare in bicicletta. Ma per quale ragione i cali cognitivi si manifestano soprattutto da anziani? E perch questo declino  molto pi repentino in alcuni di noi?

Il neurologo Anatole Dekaban fu tra i primi a esaminare sistematicamente le trasformazioni che la materia grigia e la materia bianca sotto la scatola cranica subiscono nel corso della vita. A questo scopo analizz quasi 20.000 referti autoptici di varie cliniche degli Stati Uniti orientali. Questi contenevano, tra le altre cose, lindicazione di quanto pesasse il cervello del defunto al momento della morte. Nel 1978 pubblic i suoi risultati in un articolo scientifico. In esso dimostr che lorgano del pensiero aumenta rapidamente di massa nei primi ventanni di vita. Tuttavia, a partire dai ventanni comincia a rimpicciolirsi  prima lentamente, poi sempre pi velocemente. Fino alla vecchiaia perde in media l11 per cento del suo peso. Grazie alla risonanza magnetica oggi  possibile misurare con precisione il cervello delle persone viventi. I dati degli scanner confermano in gran parte i risultati di Dekaban.

Oggi si ritiene tuttavia che il volume cerebrale raggiunga il suo massimo gi allinizio della pubert. Dopo di che le connessioni nervose non importanti vengono tagliate: un fenomeno noto con il termine pruning. La parola inglese indica in realt la potatura delle piante da parte dei giardinieri per rinvigorirle nel loro complesso. E anche per uno sviluppo sano del cervello lo sfoltimento delle connessioni nervose  essenziale. Negli anni delladolescenza il volume cerebrale diminuisce per questo motivo, per poi rimanere costante fino alla prima et adulta.

La vecchiaia riduce il cervello: perdono volume sia la materia grigia, che contiene i corpi delle cellule nervose, sia la materia bianca, formata dai prolungamenti delle cellule nervose. 

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Quando il cervello inizia a ridursi.

Oggi linizio del decadimento legato allet (chiamato atrofia in medicina) viene collocato un po prima. A partire dai trentanni il cervello inizia dunque a rimpicciolirsi: allinizio solo minimamente, dai cinquantanni poi dello 0,5 per cento allanno e pi tardi ancora pi velocemente.

Da questo calo  colpita, da un lato, la materia grigia, nella quale si trovano soprattutto i corpi cellulari dei neuroni. A essa il nostro cervello deve, per dirla in modo semplice, la sua potenza di calcolo. Gran parte della materia grigia si concentra nella corteccia cerebrale. Questa diventa sempre pi sottile con let, secondo un processo che nel gergo tecnico viene chiamato cortical thinning, ovver assottigliamento corticale.

Dallaltro lato diminuisce anche il volume della materia bianca, che serve allo scambio di informazioni tra le aree cerebrali. Essa consiste in gran parte di lunghe e sottili fibre nervose che possono trasportare rapidamente segnali elettrici su lunghe distanze, talvolta anche 10 centimetri o pi. Queste autostrade dei dati sono isolate rispetto al loro ambiente da uno strato ricco di grasso, la mielina. Questo rivestimento causa anche la colorazione bianca del tessuto. Esso previene i cortocircuiti e accelera la trasmissione delle informazioni.

Il rimpicciolirsi della sostanza grigia e bianca va di pari passo con un ingrandimento dei ventricoli, spiega Philippe Jawinski, neuroscienziato che presso la Humboldt-Universitt di Berlino si occupa, tra le altre cose, proprio dei processi di invecchiamento cerebrale. Si tratta di cavit nel cervello che sono riempite con un fluido acquoso, il liquor. Allo stesso tempo si approfondiscono i solchi tra le circonvoluzioni cerebrali, i cosiddetti sulci. Le alterazioni anatomiche, nel loro complesso, possono essere cos gravi che persino chi non  del settore potrebbe riuscire a distinguere nelle immagini ottenute mediante risonanza magnetica un cervello anziano da uno giovane.
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Larea della memoria invecchia pi rapidamente.

La cosa che non si rivela tanto facilmente a occhio nudo  che latrofia non avviene con la stessa rapidit ovunque. Lo dimostra per esempio uno studio giapponese nel quale 653 soggetti sani di ambo i sessi sono stati sottoposti ogni anno a una scansione con la risonanza magnetica, per un periodo fino a 15 anni. I team di ricercatori dellUniversit di Tokyo e della Clinica universitaria della Johns Hopkins University, negli Stati Uniti, hanno potuto cos ricostruire individualmente per ogni partecipante al test come il suo cervello si modificasse in questo arco di tempo. Nel farlo si sono imbattuti in alcune anomalie. Hanno potuto infatti confermare che il volume diminuiva complessivamente con il passare del tempo e che questo trend subiva unulteriore accelerazione con let. Tuttavia, alcune regioni si riducevano, specialmente dopo i 65 anni, con una rapidit decisamente maggiore di altre; fra queste, lamigdala e lippocampo.

Questultimo ha un ruolo centrale nella memoria. Fa in modo, fra laltro, che le nuove informazioni apprese siano trasferite nella memoria a lungo termine. Lamigdala  responsabile, invece, della valutazione emotiva degli stimoli sensoriali. Collabora strettamente con lippocampo ed  in parte responsabile del fatto che ci rimangano impressi particolarmente bene i momenti in cui siamo felici, proviamo paura o siamo in lutto. Forse la maggior parte di noi perde la memoria negli anni perch queste due strutture cerebrali riducono notevolmente il proprio volume.

Come mai alcune regioni sono colpite pi di altre? Forse  possibile trovare una risposta rivolgendo lattenzione ai nostri parenti pi prossimi, gli scimpanz. Anche in questi primati le capacit mentali diminuiscono nella seconda met della vita.  possibile che, invecchiando, non ricordino bene, al contrario dei propri simili pi giovani, dove sia stato nascosto del cibo. E anche in queste scimmie nel corso della vita si verifica una riduzione del cervello, che si svolge per in modo diverso da noi. O almeno  quello che indica uno studio condotto dal Centro di ricerca di Jlich e dallUniversit di Dsseldorf. Abbiamo confrontato il processo di invecchiamento negli esseri umani e negli scimpanz, spiega Felix Hoffstaedter, neuroscienziato al Jlich, che ha partecipato allo studio. Ci siamo interessati soprattutto alle regioni maggiormente predisposte a una perdita di volume. Il team ha usato un metodo di riconoscimento automatico dei pattern per identificare in entrambe le specie aree cerebrali corrispondenti tra loro. Poi i ricercatori sono andati a vedere come queste regioni omologhe si trasformano con la vecchiaia.

In linea di principio riscontriamo in entrambe le specie effetti di invecchiamento simili, commenta Hoffstaedter. Osservando per in dettaglio, si scopre che nella nostra specie si riducono di volume negli anni in particolare le regioni che hanno subito un notevole aumento di volume in tempi evolutivi recenti. Evidentemente, queste reti neuronali pi giovani sono particolarmente sensibili. Per quale ragione? Ancora non lo sappiamo. Hoffstaedter ipotizza che forse lintervallo di tempo sia stato troppo breve per ottimizzare le nuove regioni nel corso dellevoluzione, e renderle perci pi robuste.

I dati confermano, del resto, un fenomeno che era gi stato osservato in svariate ricerche: nel genere umano si riduce con particolare rapidit quella regione della corteccia cerebrale che si trova direttamente dietro la fronte: la corteccia prefrontale. Anche lo studio giapponese gi citato ha riscontrato in questa parte del cervello una notevole riduzione di volume dopo i 65 anni. La corteccia prefrontale  coinvolta nei processi decisionali, dirige la nostra attenzione e ci permette di fare progetti e di svolgerli con concentrazione, tutte facolt che si riducono con gli anni.

Tuttavia il cervello pu alleviare almeno in parte questa perdita: usando con maggiore intensit i circuiti neuronali sopravvissuti, per esempio. I dati ottenuti mediante scansione cerebrale indicano quindi che, negli anni, la corteccia prefrontale  attivata pi intensamente in compiti complessi. Questi processi nascondono latrofia della sostanza grigia e della sostanza bianca spesso per lungo tempo.

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Un cervello vecchio in un corpo giovane.
Comunque sia, le ingiurie del tempo non lasciano in ognuno di noi le stesse tracce. Il cervello di un cinquantenne pu, pertanto, essere giovane come quello di un quarantenne; e in un altro cinquantenne la riduzione di volume pu invece essere avanzata come accade di norma ai sessantenni. Questo fenomeno  definito con lespressione Brain Age Gap, vale a dire divario dellet cerebrale.

Per valutare la deviazione dellinvecchiamento cerebrale rispetto alle aspettative, gli esperti si avvalgono di metodi di apprendimento automatico, alimentando un algoritmo con migliaia di scansioni cerebrali. Inseriscono poi, per ogni immagine, let del soggetto dal quale essa proviene. Il software impara cos a dedurre da una scansione let della persona a cui corrisponde. Quando analizza una nuova immagine sconosciuta, lalgoritmo formula una stima dellet partendo dai dati di addestramento, spiega Philippe Jawinski, neuroscienziato della Humboldt Universitt di Berlino. Il Brain Age Gap esprime in quale misura il software, e la sua prognosi, si discostano dallet reale della persona.

Se, in un cinquantenne, il software stima unet cerebrale di sessantanni, il Brain Age Gap ammonta a dieci anni. In altre parole, il suo cervello appare, secondo lalgoritmo, dieci anni pi vecchio di quanto non sia in realt. E non  affatto un errore di misurazione, anche perch, nelle scansioni cerebrali, il software presta attenzione a eventuali errori. Piuttosto, una stima pi elevata dellet cerebrale si accompagna a unefficienza mentale ridotta. Il cervello non solo sembra pi anziano, ma funziona anche come tale. Vale per anche il discorso contrario: se let del cervello stimata dallalgoritmo risulta inferiore agli anni di vita del soggetto, lorgano  di regola pi efficiente.

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Lalcool fa male al cervello.

Nel 2022 Philippe Jawinski ha indagato con le colleghe e i colleghi il Brain Age Gap in 335 persone anziane, di entrambi i sessi, residenti nellarea metropolitana di Berlino.  risultato, fra laltro, che la stima, basata sullintelligenza artificiale, nelle persone che alzano troppo il gomito si discosta notevolmente verso lalto rispetto allet effettiva, se la confrontiamo a chi, invece, si concede soltanto un bicchiere occasionale. Anche un livello pi elevato di zuccheri nel sangue a digiuno  indizio di un possibile diabete  si accompagna spesso a unaccelerazione dellinvecchiamento cerebrale, un discorso valido anche per lipertensione. Il Brain Age Gap ci permette di imparare qualcosa sul perch il cervello invecchia, sottolinea Jawinski. Per esempio, quali meccanismi biologici sono coinvolti e come eventualmente influenzarli.

Una parte del gap risale al nostro patrimonio ereditario. Lo rivela un altro studio pubblicato da Jawinski nel 2025, con i colleghi e le colleghe, sulla rivista Nature Aging. I gruppi di lavoro coinvolti hanno analizzato il genoma di oltre 50.000 persone e identificato 59 varianti genetiche che risultano associate a un aumento, oppure a una diminuzione, del Brain Age Gap. Anche questi risultati suggeriscono che un metabolismo energetico fuori controllo fa invecchiare pi rapidamente il cervello. Cos, una delle varianti scoperte risulta correlata al diabete di tipo 2. Questa malattia  favorita da unalimentazione scorretta e da una carenza di movimento, ma ha anche una componente genetica. Risulta, in particolare, che il maggior fattore di rischio genetico indica un ruolo della proteina Tau, una molecola chiave nella patogenesi dellAlzheimer.

Il fatto che, nel corso della vita, siamo soggetti a deterioramento mentale dipende solo in parte dalla perdita di cellule nervose. Certamente avviene anche una moria di neuroni, spiega Olga Garaschuk, docente di neurofisiologia allUniversit di Tubinga. Ma di regola non si tratta di un fenomeno massiccio, perlomeno non nel normale invecchiamento. Nel caso delle malattie neurodegenerative, la situazione appare diversa. Dal suo punto di vista  pi importante il fatto che le cellule nervose anziane mostrino un profilo di attivit modificato. Alcune di esse perdono gran parte delle loro sinapsi eccitatorie, mentre altri neuroni perdono linibizione e diventano di conseguenza iperattivi.

Come mai accade tutto questo? La cartilagine delle ginocchia, oppure del bacino, si consuma meccanicamente nel tempo, ed  facile capire il perch. Ma quali fattori logorano i nostri neuroni e le nostre sinapsi, al punto che non funzionano pi come prima? Non c ununica ragione. Piuttosto, i ricercatori hanno individuato molteplici cause. Il quadro complessivo, rivelato da queste singole tessere del mosaico,  complesso. Alcuni profili si manifestano, tuttavia, con pi evidenza di altri.

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Eccitazione fuori controllo.

Ci sono pertanto alcuni indizi che le cellule nervose danneggino s stesse con la loro elevata attivit. Cos facendo, consumano un mare di energia, che viene fornita loro dai mitocondri, piccoli organelli interni alle cellule che fungono da minuscole centrali elettriche. Nella produzione di energia si formano le cosiddette specie reattive dellossigeno (ROS). Esse contengono un elettrone spaiato e sono perci particolarmente reattive. Elevate concentrazioni di ROS danneggiano, per un verso, il DNA neuronale, perci le cellule nervose generano proteine difettose, che possono avere effetti tossici.

Per un secondo verso,  influenzato anche il genoma dei mitocondri, e viene quindi alterato il rifornimento di energia dei neuroni. Le ROS attaccano, inoltre, direttamente le molecole proteiche e lipidiche nella cellula, accelerando cos linvecchiamento. Particolarmente sensibili sono le cellule costantemente in azione, spiega Olga Garaschuk. Oggi sappiamo, per esempio, che a lungo andare un neurotrasmettitore come il glutammato danneggia le cellule nervose. Questa molecola ha infatti un effetto eccitatorio, e uneccitazione eccessiva fa male.

Inoltre, secondo Garaschu lalimentazione ha un ruolo cruciale. Nel caso di un eccesso di calorie, i neuroni usano con minore efficienza le sostanze nutritive e producono pi prodotti di scarto. Il nostro sistema immunitario si accorge che qualcosa si sta accumulando, diventa per cos dire nervoso e rilascia i mediatori dellinfiammazione, spiega. Tutto questo attiva a sua volta le cellule immunitarie, che in seguito possono danneggiare il tessuto cerebrale.

A questo riguardo, nel cervello ci sono speciali cellule immunitarie, la microglia. Come sappiamo da alcuni anni, queste cellule rosicchiano durante la pubert le sinapsi mentre il cervello si sta ancora sviluppando.  il cosiddetto pruning, o potatura. Ci pu succedere anche con linvecchiamento, aggiunge Garaschuk. Il pruning delle sinapsi nella giovinezza  un processo normale dello sviluppo, volto ad affinare i circuiti neuronali. Ma nel cervello che invecchia questo processo potrebbe avvenire in modo incontrollato tramite infiammazioni legate allalimentazione. Vanno cos perdute sinapsi intatte, compromettendo cos i processi cognitivi.


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Digiunare per un cervello giovane?

Verosimilmente, c quindi una strategia semplice, quantomeno per rallentare la demolizione delle reti neuronali: mangiare con pi moderazione. Gli studi indicano, in effetti, che le prestazioni cognitive degli anziani migliorano in virt di una ridotta assunzione di calorie a lungo termine. Alcuni esperti puntano soprattutto sul digiuno intermittente, per esempio mangiare normalmente per cinque giorni alla settimana, e per due giorni quasi nulla.

Unaltra forma  il metodo 16:8, ossia digiunare ogni giorno per 16 ore e spostare gli orari dei pasti nelle rimanenti otto ore. Cos facendo, il metabolismo delle cellule dovrebbe adattarsi; dovrebbero inoltre attivarsi meccanismi di protezione contro lo stress ossidativo e avviarsi programmi riparativi. Tuttavia questo metodo  ancora tutto da verificare. Vi sono infatti diversi indizi secondo i quali il digiuno intermittente aumenterebbe il rischio di malattie cardiovascolari e che gli anziani, in particolare, perderebbero una quantit sproporzionata di massa muscolare.

Per il cervello  importante, oltre a quanto mangiamo, che cosa mangiamo. Non si tratta tanto di singoli alimenti, come i mirtilli o le noci, quanto di una miscela bilanciata: verdure in abbondanza, legumi e frutta; regolarmente pesce o frutti di mare; preferibilmente grasso vegetale con acidi grassi polinsaturi, come olio di colza o di lino. E, per compenso, meno carni rosse e bevande zuccherate.

A mantenere giovane il cervello contribuisce, inoltre, anche il movimento. Proprio dagli sport di resistenza, come il nuoto o il jogging, sappiamo che questo genere di attivit aiuta lo sviluppo delle cellule cerebrali nellippocampo, la regione essenziale per la memoria.

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Il significato della riserva cognitiva.

Se, e in quale misura, linvecchiamento del cervello diventi percepibile dipende da due fattori: la rapidit con cui le reti di cellule nervose perdono la propria funzione e la capacit del cervello di compensare le perdite, la cosiddetta riserva cognitiva. Il significato del secondo aspetto si rivela, per esempio, nella demenza di Alzheimer. Nel cervello di questi pazienti si trovano di regola depositi massicci del peptide beta amiloide. I frammenti di proteine si depositano esternamente alle cellule nervose e diventano visibili come lunghe strutture filamentose nel tessuto cerebrale, le cosiddette placche senili. Sono affini alla proteina tau, menzionata in precedenza, che forma aggregati allinterno delle cellule, una caratteristica di questa malattia.

Si sospetta che le placche amiloidi danneggino le cellule nervose nel loro ambiente, fino a farle morire. Pi marcata  la presenza di placche nel cervello, pi intensi sono in genere i sintomi della malattia. Da alcuni anni sappiamo tuttavia che non sempre  cos. Alcune persone hanno molte placche nel cervello e tuttavia sono mentalmente efficienti, avverte Garaschuk. Probabilmente, le cellule sopravvissute riescono a compensare la perdita della funzione.

Sappiamo ancora poco sulle cause di questa capacit di compensazione. Forse la prima pietra era gi stata posta nellinfanzia e nella giovinezza. In questa direzione punta perlomeno uno studio pubblicato nel luglio 2025 su Nature Medicine. Un team internazionale a guida norvegese ha indagato come si sviluppava nel tempo la memoria di 170.000 persone sopra i cinquantanni di et. Gli esperti hanno constatato un costante deterioramento, che in et avanzata tendeva ad accelerare.

I dati indicano, poi, un legame con il grado di istruzione: i partecipanti con un diploma universitario avevano in media una memoria migliore dei volontari che avevano abbandonato la scuola da adolescenti. Questo vantaggio rimaneva costante fino ai novantanni di et: il divario non aumentava e nemmeno diminuiva. Forse, con la nostra formazione scolastica e accademica, instauriamo una riserva cognitiva, da cui traiamo benefici a lungo. Ci concorda con un risultato del neuroscienziato Philippe Jawinski: la formazione scolastica si accompagna a unet cerebrale inferiore. Pi sono gli anni trascorsi in classe o in aula, maggiore  la correlazione.

Non si pu tuttavia dire chiaramente quale sia la causa e quale leffetto. Un ruolo lo svolge verosimilmente il patrimonio genetico: alle persone dotate di una buona intelligenza naturale riesce pi facile imparare cose nuove; ed esse intraprendono pi spesso percorsi professionali che le stimolano cognitivamente a lungo termine, mantenendo cos in efficienza il cervello. I geni e lambiente contribuiscono perci molto verosimilmente a far s che alcune persone conservino una mente lucida fino a tarda et.


