Nuove scoperte sul trattamento del tremore essenziale
La ricerca fa luce sull'attività cerebrale nei pazienti con Tremore Essenziale.
Timothy O. West, Kenan Steidel, Tjalda Flessner, Alexander Calvano, Deniz Kucukahmetler, Marielle J. Stam, Meaghan E. Spedden, Benedikt Wahl, Veikko Jousmäki, John Eraifej, Ashwini Oswal, Tabish A. Saifee, Gareth Barnes, Simon F. Farmer, David J. Pedrosa, Hayriye Cagnan
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Indice
- Opzioni di Trattamento
- Il Ruolo del Cervello nei Tremori
- Investigare l'Attività Cerebrale
- Compiti di Movimento
- Analizzare Movimento e Tremore
- Identificare le Regioni Cerebrali Chiave
- Modelli Rispondenti al Movimento
- Collegare Attività Cerebrale e Tremore
- Implicazioni per la Neurostimolazione
- Direzioni Future
- Conclusione
- Fonte originale
Il Tremore Essenziale (TE) è una condizione comune che causa scosse o tremori incontrollabili. Questi tremori colpiscono spesso le braccia, la testa o altre parti del corpo. Molte persone con TE scoprono che i loro sintomi possono interferire con le attività quotidiane, rendendo compiti come scrivere, mangiare e bere una sfida. Purtroppo, più della metà di chi è colpito non risponde bene ai farmaci usati per trattare questa condizione.
Opzioni di Trattamento
Per chi non trae beneficio dalla medicina, ci sono opzioni chirurgiche. Un metodo prevede di fare tagli in una parte del cervello chiamata talamo. Anche se questo può aiutare a ridurre i tremori, è una procedura unilaterale e permanente. Inoltre, a volte i tremori tornano.
Un'opzione più flessibile è la Stimolazione Cerebrale Profonda (DBS), che prevede l'impianto di un dispositivo che invia segnali elettrici a parti specifiche del cervello. Questo metodo è bilaterale, il che significa che colpisce entrambi i lati del cervello. Tuttavia, richiede una gestione continua e le ricerche mostrano che circa il 70% delle persone potrebbe trovarlo meno efficace nel tempo. Regolari aggiustamenti al dispositivo potrebbero aiutare, ma può essere difficile e richiedere tempo.
Le sfide che questi pazienti affrontano spingono alla ricerca di trattamenti migliori che siano meno invasivi e possano fornire aiuti tempestivi quando i tremori peggiorano. Ad esempio, si stanno esplorando metodi di stimolazione non invasivi come alternative alla DBS. Un approccio è la Stimolazione del Nervo Periferico, che coinvolge l'invio di segnali ai nervi nelle braccia o nelle gambe. Gli studi suggeriscono che questo tipo di stimolazione può influenzare come si verificano i tremori, ma i risultati sono stati misti.
Il Ruolo del Cervello nei Tremori
Ricerche indicano che i tremori nel TE sono legati a una rete di aree nel cervello, inclusi il talamo e il cervelletto. Queste aree lavorano insieme durante il movimento e contribuiscono a come sono lisce e controllate le nostre azioni. Studi usando diverse tecniche di imaging cerebrale, come EEG e MEG, hanno mostrato che cambiamenti in queste aree cerebrali possono essere collegati ai tremori. Questo può aiutarci a capire meglio come il cervello gestisce i tremori e i movimenti.
Molti trattamenti rimangono a circuito aperto, il che significa che non si adattano ai cambiamenti nei tremori o nei movimenti. Una comprensione migliore di come il cervello risponde ai tremori potrebbe portare allo sviluppo di sistemi a circuito chiuso. Questi sistemi potrebbero regolare automaticamente la stimolazione in base alla gravità del tremore.
Attività Cerebrale
Investigare l'In uno studio recente, i ricercatori hanno mirato ad esplorare come l'attività cerebrale cambiasse durante i movimenti di raggiungimento. Hanno esaminato pazienti diagnosticati con tremore essenziale e individui sani, osservando come i loro cervelli reagivano durante compiti che implicavano il raggiungimento di obiettivi. Hanno trovato che alcune regioni cerebrali registravano un'attività che si sincronizzava con i tremori, particolarmente evidente nell'area motoria supplementare (SMA).
Utilizzando tecniche avanzate, i ricercatori hanno localizzato l'attività cerebrale che rispondeva sia ai tremori che ai movimenti. Misurando le onde cerebrali durante diverse fasi del movimento, potevano vedere come il cervello si comportava quando cercava di raggiungere un obiettivo. Questi metodi hanno permesso loro di suddividere l'attività cerebrale in componenti più semplici, fornendo spunti su come diverse regioni interagiscono durante il movimento.
Compiti di Movimento
I partecipanti allo studio hanno completato un compito che richiedeva loro di raggiungere palloncini. Questo compito imitava il movimento naturale e ha permesso ai ricercatori di osservare quanto bene i partecipanti potessero eseguire mentre sperimentavano tremori. I compiti comprendevano una serie di passaggi, incluso il mantenimento di una posizione e poi il raggiungimento di un obiettivo.
I dati dai compiti di raggiungimento hanno rivelato differenze tra i pazienti TE e i partecipanti sani. Anche se entrambi i gruppi potevano raggiungere gli obiettivi, i pazienti TE tendevano a muoversi più lentamente. I ricercatori hanno notato che la dimensione degli obiettivi e l'incertezza dei segnali di movimento giocavano anche un ruolo nella velocità di risposta dei partecipanti.
Analizzare Movimento e Tremore
Utilizzando analisi sofisticate, i ricercatori sono stati in grado di isolare i segnali dei tremori dai dati di movimento. Hanno monitorato come i tremori cambiavano durante le diverse fasi del compito. Questo ha permesso di ottenere informazioni sulla gravità del tremore e su come si relazionava alle prestazioni di ciascun paziente. I ricercatori hanno anche trovato una correlazione tra la gravità del tremore e i punteggi clinici dei pazienti, il che ha aiutato a comprendere meglio l'impatto dei tremori sulla vita quotidiana.
Allo stesso tempo, hanno esaminato come specifiche regioni cerebrali fossero sincronizzate con i tremori, concentrandosi in particolare sulla cSMA e su altre aree. Queste informazioni hanno rivelato che ci sono diverse fonti cerebrali coinvolte nei tremori e nei movimenti, indicando un'interazione più complessa nei pazienti con TE.
Identificare le Regioni Cerebrali Chiave
Un'ulteriore analisi ha rivelato che la cSMA, insieme ad altre aree cerebrali come la corteccia prefrontale dorsolaterale e il cervelletto, mostrava una sincronizzazione aumentata con i tremori. Questa scoperta si allinea con studi precedenti che hanno identificato queste aree come fondamentali nella gestione dei movimenti e delle risposte ai tremori.
Queste aree cerebrali svolgono funzioni diverse e fanno parte di una rete che aiuta a controllare i movimenti volontari. È interessante notare che i ricercatori hanno scoperto che, mentre l'attività legata ai tremori aumentava, anche i modelli di attività cerebrale legati ai movimenti erano alterati.
Modelli Rispondenti al Movimento
I ricercatori si sono concentrati su come le oscillazioni cerebrali—modelli ritmici di attività cerebrale—cambiavano durante i movimenti volontari. Nei pazienti TE, c'erano differenze notevoli in come questi segnali rappresentavano il movimento, in particolare nella gamma di frequenze beta basse. Questa oscillazione disturbata potrebbe aiutare il cervello a compensare i tremori.
I risultati mostrano che i pazienti TE avevano un'attività beta bassa aumentata durante i compiti di raggiungimento rispetto ai controlli. Questo suggerisce che i cambiamenti nell'attività cerebrale potrebbero essere una risposta ai tremori, permettendo ai pazienti di mantenere un certo controllo durante i movimenti.
Collegare Attività Cerebrale e Tremore
Nel tentativo di collegare l'attività cerebrale con la gravità dei tremori, i ricercatori hanno utilizzato un modello di rete neurale convoluzionale (CNN). Questo modello studiava i modelli all'interno dei dati di attività cerebrale per prevedere la gravità del tremore. Hanno scoperto che alcuni segnali cerebrali potevano spiegare una parte significativa della variabilità nella gravità del tremore.
Sorprendentemente, i modelli hanno mostrato che le reti fronto-parietali, che normalmente aiutano nell'esecuzione dei movimenti, erano anche collegate alla gravità del tremore. Questo sottolinea quanto siano intrecciati i segnali di movimento e di tremore nei pazienti TE, sollevando interrogativi su come potrebbero essere erogate o aggiustate le terapie.
Implicazioni per la Neurostimolazione
Questa ricerca offre spunti su potenziali strategie per sviluppare nuovi trattamenti per il TE. Monitorando come diverse aree del cervello reagiscono ai tremori, potrebbe essere possibile creare approcci di stimolazione mirati. Questi approcci potrebbero concentrarsi su aree che mostrano costantemente un legame con la gravità del tremore e l'esecuzione dei movimenti.
L'idea è che, comprendendo come funziona il cervello durante i movimenti, potremmo progettare meglio le terapie di stimolazione per migliorare le attività quotidiane dei pazienti. I metodi di stimolazione cerebrale profonda potrebbero utilizzare dati sull'attività cerebrale per regolare il trattamento in tempo reale, in base alla gravità del tremore o alle esigenze di un movimento.
Direzioni Future
Tecnologie emergenti, come la magnetometria otticamente pompata (OPM), stanno fornendo ai ricercatori nuovi strumenti per studiare la funzione cerebrale durante il movimento naturale. Questa tecnica migliora la capacità di catturare segnali cerebrali in tempo reale, consentendo letture più accurate dei modelli di attività cerebrale durante compiti che imitano azioni quotidiane.
I risultati suggeriscono che le terapie potrebbero essere adattate per sfruttare i ritmi naturali del cervello e le risposte durante il movimento. Apre anche la porta allo sviluppo di tecniche potenzialmente non invasive per modulare l'attività cerebrale, migliorare la gestione dei tremori e aiutare i pazienti a riacquistare il controllo sui loro movimenti.
Conclusione
Il Tremore Essenziale è una condizione complessa che colpisce molte persone, influenzando la loro capacità di eseguire attività quotidiane. Comprendere come il cervello risponde durante il movimento nei pazienti con TE fornisce spunti essenziali per migliori opzioni di trattamento.
La ricerca evidenzia l'importanza delle connessioni tra diverse aree cerebrali, come queste reti funzionano insieme e come possono essere influenzate dai tremori. Con la continua esplorazione di queste dinamiche, cresce il potenziale per terapie migliorate, aprendo la strada a una migliore qualità della vita per chi vive con il Tremore Essenziale.
Fonte originale
Titolo: Essential Tremor Disrupts Rhythmic Brain Networks During Naturalistic Movement
Estratto: Essential Tremor (ET) is a very common neurological disorder characterised by involuntary rhythmic movements attributable to pathological synchronization within corticothalamic circuits. Previous work has focused on tremor in isolation, overlooking broader disturbances to motor control during naturalistic movements such as reaching. We hypothesised that ET disrupts the sequential engagement of large-scale rhythmic brain networks, leading to both tremor and deficits in motor planning and execution. To test this, we performed whole-head neuroimaging during an upper-limb reaching task using high-density electroencephalography in ET patients and healthy controls, alongside optically pumped magnetoencephalography in a smaller cohort. Key motor regions--including the supplementary motor area, premotor cortex, posterior parietal cortex, and motor cerebellum--were synchronized to tremor rhythms. Patients exhibited a 15% increase in low beta (14-21 Hz) desynchronization over the supplementary motor area during movement, which strongly correlating with tremor severity (R2 = 0.85). A novel dimensionality reduction technique revealed four distinct networks accounting for 97% of the variance in motor-related brain-wide oscillations, with ET altering their sequential engagement. Consistent with our hypothesis, the frontoparietal beta network- normally involved in motor planning-exhibited additional desynchronization during movement execution in ET patients. This altered engagement correlated with slower movement velocities, suggesting an adaptation towards feedback-driven motor control. These findings reveal fundamental disruptions in distributed motor control networks in ET and identify novel biomarkers as targets for next-generation brain stimulation therapies.
Autori: Timothy O. West, Kenan Steidel, Tjalda Flessner, Alexander Calvano, Deniz Kucukahmetler, Marielle J. Stam, Meaghan E. Spedden, Benedikt Wahl, Veikko Jousmäki, John Eraifej, Ashwini Oswal, Tabish A. Saifee, Gareth Barnes, Simon F. Farmer, David J. Pedrosa, Hayriye Cagnan
Ultimo aggiornamento: 2024-12-12 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.26.600740
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.26.600740.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
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