Demenza: il metodo di mappatura del cervello può predire la progressione
La demenza si diffonde gradualmente e in modo uniforme in tutte le direzioni attraverso il cervello o può "saltare" da un'area del cervello all'altra? Una nuova ricerca aiuta a risolvere la questione esaminando la progressione della demenza frontotemporale.
La demenza frontotemporale (FTD) è una condizione in cui i lobi anteriori e temporali frontali del cervello si restringono o si atrofizzano. Ciò si traduce in due ampie categorie di sintomi: cambiamenti comportamentali e problemi di linguaggio. A differenza di altre forme di demenza, la FTD non influisce sulla consapevolezza spaziale e sulla memoria.
Non ci sono attualmente trattamenti per rallentare la progressione della FTD. La comunità medica non ha una conoscenza sufficiente di come la malattia si diffonde e di come progredisce in modo diverso tra gli individui.
Per aiutare a comprendere la condizione, il dottor William Seeley, professore di neurologia e patologia presso il Memory and Aging Center e il Weill Institute presso l'Università della California a San Francisco, insieme al suo team, ha deciso di esaminare i modelli di progressione dell'atrofia cerebrale in FTD.
Il dottor Seely ei suoi colleghi hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Neurone.
Trovare l '"epicentro su misura per il paziente"
Il nuovo studio si basa sul lavoro precedente del Dr. Seeley, che ha dimostrato che in varie forme di demenza, i modelli di atrofia cerebrale si sovrappongono in gran parte alle ben note "autostrade" nel cervello.
Queste autostrade sono reti cerebrali o gruppi di regioni del cervello che comunicano strettamente tramite le loro connessioni sinaptiche, funzionando insieme. Queste regioni del cervello cooperano, a volte da lontano, con le reti cerebrali funzionali che consentono questa comunicazione a lunga distanza fungendo da "strade".
Il precedente lavoro del dottor Seeley su come si diffonde la degenerazione ha mostrato che la neurodegenerazione, o atrofia, non si diffonde in modo uniforme come un tumore, ma può "saltare" da un'area del cervello all'altra.
Il nuovo studio si aggiunge a queste prove. Qui, gli scienziati hanno esaminato quanto bene le mappe della rete neurale basate su scansioni cerebrali di partecipanti cognitivamente sani possano prevedere l'avanzamento dell'atrofia cerebrale nelle persone con FTD per oltre 1 anno.
Per scoprirlo, il team ha chiesto a un gruppo di 42 persone che vivono con uno dei due sottotipi di FTD di eseguire una risonanza magnetica all'inizio dello studio e un'altra circa 12 mesi dopo. In questo modo, i ricercatori hanno potuto vedere come è progredita la malattia.
Quindi, utilizzando le scansioni cerebrali MRI funzionali di 75 partecipanti sani, i ricercatori hanno creato mappe standardizzate di 175 diverse aree del cervello e le regioni corrispondenti con cui hanno comunicato.
Dopo aver identificato le reti cerebrali in questo modo, il team ha scelto quella che più si avvicinava al pattern di atrofia cerebrale osservato in una persona con FTD.
Il dottor Seeley e il suo team hanno identificato e considerato il centro di questa specifica rete cerebrale come "l'epicentro su misura del paziente" della degenerazione cerebrale.
Utilizzando le stesse mappe di rete cerebrale standardizzate, i ricercatori hanno previsto dove l'atrofia si sarebbe diffusa in oltre 1 anno e hanno confrontato le loro previsioni con le scansioni MRI.
Hanno anche confrontato l'accuratezza delle loro previsioni con previsioni che non tenevano conto della connettività di rete funzionale.
Conoscere il "paziente zero" dell'atrofia cerebrale
I ricercatori hanno identificato due misure di connettività funzionale in particolare che hanno migliorato l'accuratezza delle loro previsioni.
Uno di questi, chiamato "percorso più breve per l'epicentro", ha misurato il numero di connessioni sinaptiche tra l'epicentro iniziale e l'area del cervello a cui si era diffuso il danno.
L'altra misura, il "rischio nodale", misurava il numero di aree cerebrali già atrofizzate collegate a una data area cerebrale principale.
"È come con una malattia infettiva, in cui le tue possibilità di contrarre l'infezione possono essere previste dal numero di gradi di separazione che hai dal 'Paziente zero' ma anche da quante persone nel tuo social network sono già malate", afferma Jesse A. Brown, il primo autore dello studio.
Aggiunge che si spera che le loro scoperte aiuteranno gli scienziati a determinare e indirizzare il prossimo sito della malattia, "Proprio come gli epidemiologi si affidano a modelli di come le malattie infettive si diffondono per sviluppare interventi mirati a hub chiave o strozzature".
"I neurologi devono comprendere i meccanismi biologici alla base della neurodegenerazione per sviluppare modi per rallentare o arrestare la diffusione della malattia", aggiunge.
"Siamo entusiasti di questo risultato perché rappresenta un primo passo importante verso un approccio di tipo medico più preciso per prevedere la progressione e misurare gli effetti del trattamento nelle malattie neurodegenerative".
Dr. William Seeley
Tuttavia, gli scienziati sottolineano anche il fatto che il loro metodo non è ancora pronto per l'uso clinico. Sperano che in futuro i loro risultati aiuteranno a valutare le potenziali terapie che sono entrate negli studi clinici.
