L'exposició a la contaminació atmosfèrica durant la infància s'associa a una menor connectivitat cerebral

Un nou estudi liderat per l'Institut de Salut Global de Barcelona (ISGlobal), centre impulsat per la Fundació "la Caixa", ha revelat que els nens i nenes exposats a nivells alts de contaminació atmosfèrica durant la infància presenten connexions més febles entre regions cerebrals clau. Els resultats, publicats a Environment International, destaquen l'impacte potencial de l'exposició primerenca a la contaminació atmosfèrica en el desenvolupament del cervell.

La investigació va mostrar una connectivitat funcional reduïda dins i entre determinades xarxes cerebrals corticals i subcorticals. Aquestes xarxes són sistemes de regions cerebrals interconnectades que treballen juntes per dur a terme diferents funcions cognitives, com ara pensar, percebre i controlar el moviment. Aquests resultats concorden amb estudis anteriors que suggereixen que la contaminació atmosfèrica pot estar associada a canvis en la connectivitat funcional de les xarxes cerebrals, especialment en els infants. No obstant això, encara no es coneix amb exactitud com afecta la contaminació atmosfèrica al desenvolupament i maduració d'aquestes xarxes cerebrals.

L'estudi va analitzar dades de 3.626 infants de la cohort Generació R de Rotterdam (Països Baixos). L'exposició a la contaminació atmosfèrica en el lloc de residència dels participants, incloent les partícules en suspensió (PM₂.₅ i PM₁₀), el diòxid de nitrogen (NO₂) i els òxids de nitrogen (NOₓ), es va estimar mitjançant models estadístics que combinen les mesures reals amb les característiques ambientals. A continuació, es va avaluar la connectivitat cerebral tant entre xarxes com dins d'aquestes, incloent-hi 13 xarxes corticals i tres regions subcorticals: l’amígdala -responsable de processar les emocions i desencadenar respostes de supervivència-, l’hipocamp -clau per a la formació de la memòria i l'orientació espacial-, i el nucli caudat -implicat en la regulació del moviment, la memòria i la presa de decisions-.

Els infants van ser avaluats mitjançant neuroimatges en estat de repòs, és a dir, escanejant els seus cervells mentre no duien a terme cap tasca activa, en dues ocasions: al voltant dels 10 anys i, novament, a una edat mitjana de 14 anys. L'exposició a la contaminació atmosfèrica es va analitzar en dos períodes: des del naixement fins als tres anys i durant l'any anterior a l'avaluació per neuroimatge.

"Aquest és un dels primers estudis que explora com la contaminació atmosfèrica afecta les connexions cerebrals en repòs, utilitzant escàners cerebrals realitzats en múltiples ocasions en un gran grup d'infants des del seu naixement", afirma Michelle Kusters, investigadora d'ISGlobal i primera autora de l'estudi.

Associacions persistents durant l'adolescència

Els resultats mostren que una major exposició a la contaminació atmosfèrica des del naixement fins als tres anys s'associa amb una menor connectivitat entre l'amígdala i les xarxes corticals implicades en l'atenció, la funció somatomotora -que coordina els moviments corporals- i la funció auditiva. A més, una major exposició a partícules PM₁₀ durant l'any anterior a l'avaluació neuroimatge es va associar amb una menor connectivitat funcional entre les xarxes de saliència i medial-parietal, responsables de la detecció d'estímuls de l'entorn i de la introspecció i l'autopercepció.

"Aquestes associacions persisteixen al llarg de l'adolescència, fet que podria indicar alteracions duradores en el desenvolupament normal de les xarxes cerebrals a causa de l'exposició a la contaminació. Això podria afectar el processament emocional i les funcions cognitives", explica Mònica Guxens, investigadora ICREA a ISGlobal i autora principal de l'estudi. "No obstant això, cal més investigació per confirmar aquestes troballes i entendre'n l'impacte exacte en el desenvolupament del cervell", afegeix.

Canvis en el volum cerebral

Un altre estudi recent del mateix equip va examinar la relació entre l'exposició a la contaminació atmosfèrica durant l'embaràs i la infància i els canvis en el volum cerebral durant l'adolescència. L'estudi es va basar en dades de 4.243 nens de la cohort “Generació R”, els quals es van sotmetre a avaluacions repetides de la matèria blanca, la substància grisa cortical, el cerebel i set volums subcorticals.

Els resultats van revelar que l'exposició a la contaminació atmosfèrica durant l'embaràs, en particular a les partícules fines (PM_2.5) i al coure, s'associava a un menor volum de l'hipocamp, una estructura cerebral crucial per a la funció de la memòria, als vuit anys. Tot i això, amb el pas dels anys, es va observar un “creixement compensatori” a l'hipocamp, el que suggereix que la plasticitat cerebral, sobretot en aquesta àrea, podria contrarestar alguns dels efectes negatius inicials de l'exposició a la contaminació. Tot i els efectes primerencs sobre el volum de l'hipocamp, no es van trobar associacions significatives entre la contaminació atmosfèrica i altres volums cerebrals, com la substància blanca, la substància grisa cortical o el cerebel.

La importància dels canvis en les polítiques de salut

Segons l'equip de recerca, aquests resultats posen de manifest el possible impacte a llarg termini de l'exposició a la contaminació atmosfèrica durant els primers anys de vida sobre la connectivitat i el desenvolupament del cervell. "Encara que algunes regions cerebrals poden mostrar un creixement compensatori, les persistents alteracions observades a les xarxes funcionals posen en relleu la necessitat de continuar investigant els mecanismes que expliquen aquests canvis. Atesa l'exposició generalitzada a la contaminació atmosfèrica, aquests resultats reforcen la importància de les polítiques dirigides a reduir els nivells de contaminació, especialment als entorns urbans, per salvaguardar el desenvolupament cerebral dels nens”, afirma Michelle Kusters.

Referencia

Kusters, MSW., Granés, L., Petricola, S., Tiemeier, H., Muetzel, RL., Guxens, M. Exposure to residential air pollution and the development of functional connectivity of brain networks throughout adolescence. Environment International, Volume 196, February 2025. Doi: 10.1016/j.envint.2024.109245

Kusters, MSW., Binter, AC., Muetzel RL., López-Vicente, M., Petricola, S., Tiemeier, H., Guxens, M. Outdoor Residential Air Pollution Exposure and the Development of Brain Volumes Across Childhood: A Longitudinal Study. Environment Pollution, March 2025. Doi: 10.1016/j.envpol.2025.126078