Autismo, identificato un segnale cerebrale legato alle difficoltà di comunicazione verbale

Perché alcune persone con disturbo dello spettro autistico (ASD) presentano maggiori difficoltà nella comunicazione verbale rispetto ad altre, pur avendo competenze linguistiche simili? Una possibile risposta arriva da uno studio pubblicato su Scientific Reports, coordinato da Kevin Pelphrey, della University of Virginia School of Medicine, e Jack Van Horn, della University of Virginia School of Data Science. I ricercatori hanno individuato un particolare segnale elettrico del cervello che sembra essere associato alle capacità comunicative nella vita quotidiana e che, in futuro, potrebbe diventare un biomarcatore utile per valutare in modo più oggettivo gli interventi terapeutici. Gli stessi autori precisano, tuttavia, che il risultato non rappresenta un test diagnostico per l’autismo e che saranno necessari ulteriori studi prima di una possibile applicazione clinica.

Lo squilibrio tra eccitazione e inibizione

Come spiegano gli autori nell’abstract dello studio, “la maggior parte dei bambini con disturbo dello spettro autistico presenta un disturbo del linguaggio concomitante, ma i suoi meccanismi neurali non sono ben conosciuti”. Da tempo la ricerca considera lo squilibrio tra eccitazione e inibizione (E/I) uno dei possibili meccanismi neurobiologici alla base dell’autismo, ma finora mancavano indicatori sufficientemente affidabili per metterlo in relazione con le difficoltà comunicative osservate nella pratica clinica. Per approfondire questo aspetto, i ricercatori hanno deciso di analizzare un parametro dell’elettroencefalografia ancora poco esplorato, il cosiddetto segnale aperiodico, ritenuto un indicatore dell’equilibrio tra eccitazione e inibizione neuronale e, più in generale, del livello di “rumore” presente nell’attività della corteccia cerebrale.

Lo studio su oltre 300 bambini e adolescenti

La ricerca ha coinvolto 306 bambini e adolescenti tra i 7 e i 18 anni, di cui 162 con disturbo dello spettro autistico e 144 coetanei con sviluppo tipico. Tutti i partecipanti hanno eseguito un compito di percezione del linguaggio mentre indossavano un sistema di elettroencefalografia ad alta densità con 128 elettrodi. Per valutare il modo in cui il cervello elaborava gli stimoli linguistici, ai partecipanti sono state fatte ascoltare sequenze di parole prive di significato. Alla ricerca hanno preso parte anche studiosi del Seattle Children’s Research Institute, della University of Washington, della Yale University, della University of California Los Angeles (UCLA) e di altri istituti statunitensi. A differenza di molti studi precedenti, gli autori non si sono concentrati soltanto sulle tradizionali onde cerebrali, ma hanno analizzato il segnale aperiodico, una componente dell’attività elettrica che riflette il funzionamento complessivo delle reti neuronali.

Più “rumore neurale”, maggiori difficoltà nella comunicazione

I risultati hanno mostrato che i giovani con autismo presentavano alterazioni delle misure dell’equilibrio tra eccitazione e inibizione, compatibili con un aumento del cosiddetto “rumore neurale”, ovvero una maggiore attività di fondo della corteccia che potrebbe rendere meno efficiente l’elaborazione del linguaggio. Come scrivono gli autori nell’abstract, queste alterazioni erano associate anche a “una riduzione a banda larga della potenza spettrale durante la percezione del parlato”. L’aspetto più interessante riguarda però il rapporto con il comportamento quotidiano. I ricercatori hanno osservato che i bambini e gli adolescenti che presentavano un maggiore “rumore neurale”, evidenziato dalla riduzione dell’esponente e dell’offset del segnale aperiodico, ottenevano anche punteggi inferiori nelle valutazioni della comunicazione verbale. Al contrario, lo stesso parametro non risultava associato alle tradizionali abilità linguistiche, come il vocabolario o la grammatica. “Un maggiore ‘rumore’ neurale, riflesso nella riduzione dell’esponente aperiodico e dello spostamento, era correlato a una minore comunicazione verbale ma non alle capacità linguistiche nei giovani con ASD”, scrivono gli autori nell’abstract, aggiungendo che questi risultati suggeriscono come “l’elevato rumore nei sistemi corticali possa rappresentare un indicatore rilevante da monitorare in relazione alla comunicazione verbale nell’ASD”.

Un possibile biomarcatore per valutare le terapie

Secondo Kevin Pelphrey, “questo rappresenta un passo importante verso la comprensione dei meccanismi neurali alla base della comunicazione nell’autismo”. Se in futuro sarà possibile identificare biomarcatori affidabili, spiega il ricercatore, questi potranno aiutare a valutare in modo più oggettivo gli interventi terapeutici e a comprendere perché le capacità comunicative siano così variabili all’interno dello spettro autistico. L’obiettivo, quindi, non è diagnosticare l’autismo attraverso un esame dell’EEG, ma disporre di uno strumento che consenta di seguire nel tempo l’evoluzione delle capacità comunicative o di verificare se una terapia stia realmente modificando i meccanismi cerebrali coinvolti.

Le prospettive della ricerca

Lo studio mette anche in evidenza il ruolo sempre più importante delle tecniche avanzate di analisi dei dati nelle neuroscienze. L’enorme quantità di informazioni prodotte dall’attività cerebrale può oggi essere analizzata con strumenti computazionali in grado di individuare schemi che fino a pochi anni fa sarebbero rimasti invisibili. “Il cervello umano genera ogni secondo un’enorme quantità di dati. La sfida non è più raccoglierli, ma interpretarli. I progressi dell’analisi computazionale ci permettono oggi di distinguere i segnali significativi dall’attività di fondo in modi che fino a pochi anni fa non erano possibili”, osserva Jack Van Horn. I ricercatori invitano comunque alla prudenza. La maggior parte dei partecipanti allo studio possedeva capacità verbali nella media o superiori alla media e sarà necessario verificare se gli stessi risultati siano validi anche nelle persone con autismo minimamente verbali. Inoltre, l’elettroencefalografia fornisce una misura indiretta dell’attività cerebrale e dovrà essere integrata con altre tecniche di neuroimmagine per chiarire meglio i meccanismi biologici alla base di questo fenomeno. Nonostante questi limiti, il lavoro rappresenta un passo avanti verso uno degli obiettivi più importanti della ricerca sull’autismo: affiancare alle valutazioni comportamentali indicatori biologici oggettivi, capaci di descrivere le differenze individuali e di misurare con maggiore precisione gli effetti delle terapie.

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