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# Scienze della salute# Neurologia

Nuove scoperte sui problemi cognitivi nella SM

Uno studio valuta un nuovo indice per valutare le prestazioni cognitive nella sclerosi multipla.

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Indice

La sclerosi multipla (SM) è una malattia che colpisce il cervello e il midollo spinale, causando problemi con il movimento, la sensibilità e la cognizione. Capire come i danni cerebrali dovuti alla SM si ricolleghino ai sintomi che le persone sperimentano è davvero difficile. Trovare modi affidabili per prevedere il peggioramento dei sintomi è essenziale per sviluppare nuovi trattamenti. Anche se le lesioni nel cervello sono spesso associate alla disabilità, il legame tra i due è complicato. Questo è noto come un fenomeno in cui il danno cerebrale osservato non spiega sempre i sintomi clinici, chiamato "paradosso clinico-radiologico."

Tecniche di Imaging Cerebrale Usate nella Ricerca sulla SM

Per studiare questa discrepanza tra danno cerebrale e sintomi, i ricercatori usano diversi tipi di risonanza magnetica (RM). Queste tecniche aiutano a valutare i cambiamenti nel cervello e come potrebbero influenzare la capacità di funzionamento di una persona. Alcune di queste tecniche includono:

  1. Imaging pesato T1: Aiuta a misurare il volume delle strutture cerebrali.
  2. Imaging pesato per diffusione (DWI): Valuta l'integrità della materia bianca, fondamentale per la comunicazione tra le diverse aree del cervello.
  3. risonanza magnetica funzionale (fMRI): Questa tecnica osserva l'attività cerebrale misurando i cambiamenti nel flusso sanguigno, in particolare durante il riposo.

In particolare, i ricercatori hanno indagato come la connettività funzionale a riposo (rsFC) - il modo in cui le diverse aree del cervello comunicano tra loro quando una persona non è concentrata su un compito specifico - possa riflettere problemi cognitivi che non sono puramente legati ai danni strutturali.

Sfide Attuali nella Misurazione del Danno Cognitivo

Il danno cognitivo (DC) è comune nella SM ma spesso viene trascurato nelle valutazioni cliniche. Strumenti come la Scala di Stato di Disabilità Espansa (EDSS) potrebbero non catturare completamente le difficoltà cognitive che molti sperimentano. Tuttavia, nuove ricerche si concentrano su come il DC si ricolleghi ai cambiamenti cerebrali, come il restringimento in specifiche aree cerebrali o attività cerebrale insolita durante compiti cognitivi.

Studi recenti che utilizzano metodi di analisi avanzati, come la teoria dei grafi, hanno mostrato che i cambiamenti nella connettività cerebrale possono fornire informazioni preziose sul DC nella SM. Eppure, un biomarker basato sulla connettività affidabile da usare nelle impostazioni cliniche quotidiane non è stato ancora sviluppato.

Introduzione dell'Indice di Disruption dell'Ordine di Grado (KD)

Recenti scoperte hanno introdotto una nuova misura chiamata indice di disruption dell'ordine di grado (kD) che potrebbe riflettere come cambia la connettività cerebrale nella SM. Il kD è progettato per essere più facile da interpretare rispetto ad analisi più complesse, che possono richiedere molto tempo e risorse. Esamina i cambiamenti nella connettività cerebrale attraverso diverse aree senza concentrarsi su aree specifiche, il che è vantaggioso nella SM, dove il danno cerebrale può essere diffuso e variare notevolmente tra gli individui.

Scopo dello Studio

Lo scopo di questo studio era valutare l'utilità del kD come potenziale biomarker per le prestazioni cognitive nelle persone con SM. I ricercatori hanno confrontato il kD con biomarker di imaging strutturale e funzionale esistenti per vedere quanto bene si correlasse con la velocità cognitiva e altre misure cliniche di disabilità e prestazioni motorie.

Partecipanti e Metodi

Lo studio ha coinvolto 65 persone con SM e 65 controlli sani, abbinati per età e sesso. I partecipanti sono stati reclutati da centri per la SM. I criteri di inclusione comprendevano una diagnosi confermata di SM e una condizione clinica stabile prima dello studio.

Valutazioni Cliniche

Vari strumenti sono stati utilizzati per valutare i partecipanti:

  • Symbol Digit Modalities Test (SDMT): Questo valuta la velocità di elaborazione cognitiva.
  • Fatigue Scale for Motor and Cognitive Functions (FSMC): Questo misura i livelli di affaticamento.
  • Expanded Disability Status Scale (EDSS): Questo valuta la disabilità complessiva.
  • Timed Up and Go Test (TUG): Questo testa le prestazioni motorie e la mobilità.

Acquisizione dei Dati di RM

Le scansioni RM sono state condotte utilizzando uno scanner ad alta potenza. L'imaging ha incluso varie sequenze per catturare l'attività e la struttura cerebrale.

Analisi dei Dati

Dopo aver raccolto i dati di imaging, sono stati eseguiti diversi passaggi di pre-elaborazione per garantire qualità e accuratezza. Successivamente, sono stati utilizzati metodi per calcolare il kD per ciascun partecipante insieme ad altre misure relative alla struttura cerebrale e alla funzione cognitiva.

Analisi Statistica

I ricercatori hanno eseguito vari test statistici per valutare le differenze tra i gruppi, la correlazione tra kD e punteggi clinici, e il potenziale del kD per migliorare i modelli esistenti per prevedere le prestazioni cognitive e la disabilità.

Risultati

Differenze tra i Gruppi

L'analisi ha trovato che le persone con SM avevano un kD significativamente più basso rispetto ai controlli sani. Questo suggerisce che le persone con SM hanno una connettività cerebrale più compromessa. Lo studio ha anche valutato quanto bene il kD distinguesse tra pazienti con SM e individui sani, e mentre ha mostrato qualche promessa, non ha migliorato significativamente l'analisi quando combinato con metriche di imaging strutturale esistenti.

Correlazione con la Velocità di Elaborazione Cognitiva

I ricercatori hanno notato una relazione significativa tra kD e velocità di elaborazione cognitiva misurata dal SDMT. Un kD più alto era associato a migliori prestazioni cognitive, anche se altre misure di connettività cerebrale mostravano correlazioni più forti. Questo indica che, mentre il kD ha un potenziale, potrebbe non essere la misura migliore da sola.

Associazione con Affaticamento e Disabilità

Le correlazioni del kD con i punteggi di affaticamento erano significative, indicando che le misure cognitive e di affaticamento potrebbero riflettere problemi sottostanti simili nella connettività cerebrale. Tuttavia, non sono state trovate relazioni significative tra kD e disabilità complessiva come misurato dall'EDSS o prestazioni motorie valutate dal TUG.

Relazione con l'Imaging Strutturale

In generale, il kD non ha mostrato una correlazione significativa con le misure standard di imaging strutturale come il volume cerebrale e il carico di lesioni. Questo suggerisce che il kD fornisce informazioni uniche sulla funzione cognitiva che potrebbero non essere catturate dai metodi di imaging tradizionali.

Discussione

Lo studio evidenzia il potenziale di usare il kD come biomarker di imaging funzionale per le prestazioni cognitive nella SM. Anche se ha fornito informazioni utili, è chiaro che c'è bisogno di ulteriore lavoro per affinare e convalidare il kD. Il danno cognitivo nella SM rimane un problema complesso, con molteplici fattori che influenzano la funzione cerebrale.

Le ricerche future dovrebbero concentrarsi su:

  • Indagare altri domini cognitivi per ampliare la comprensione oltre la velocità di elaborazione.
  • Studi longitudinali per valutare come il kD cambia nel tempo e si ricolleghi alla progressione della malattia.
  • Sviluppare dati normativi per comprendere meglio le variazioni del kD in diverse popolazioni.

Conclusione

I risultati suggeriscono che il kD potrebbe essere uno strumento prezioso per valutare il danno cognitivo nella SM. Anche se mostra promesse, è importante continuare a perfezionare la sua applicazione ed esplorare come si integri con altre misure esistenti. Strumenti di valutazione efficaci porteranno a strategie terapeutiche migliori e a un'assistenza ai pazienti migliorata, rendendo vitale trovare biomarker affidabili e accessibili nella ricerca sulla SM.

Fonte originale

Titolo: Global Rearrangement of Degree Centrality Reflects Cognitive Impairment and Fatigue in Multiple Sclerosis

Estratto: AO_SCPLOWBSTRACTC_SCPLOWO_ST_ABSBackground and ObjectivesC_ST_ABSThe aim of this secondary data analysis was to determine whether multiple sclerosis (MS) is associated with changes in global degree rank order disruption index ( kD), a graph theory-based functional connectivity measure representing shift in overall distribution of nodal degree centrality. Additionally, we tested the relationship between kD and MS symptoms (cognitive and motor impairment, fatigue, and global disability). MethodsGlobal kD was computed in a pre-existing cross-sectional fMRI dataset and compared between patients with MS (PwMS) and healthy controls (HCs). Group differentiation was tested against other known biomarkers in MS (regional degree centrality, structural MRI with volumetry, diffusion-weighted imaging, lesion mapping) using receiver operating characteristic and logistic regression analysis. Associations between kD and cognitive processing speed (Symbol Digit Modalities Test), fatigue (Fatigue Scale for Motor and Cognitive Functions), gait (Timed Up and Go Test), and disability (Expanded Disability Status Scale [EDSS]) were evaluated using Spearman correlation coefficient and ordinal regression adjusted for structural imaging, age, sex, and disease duration. ResultsAnalysis included 56 PwMS and 58 HCs (35/27 women, median age 45.1/40.5 years). Global kD was lower in PwMS (median -0.30, inter-quartile range [IQR] 0.55) than in HCs (median -0.06, IQR 0.54; p = 0.009, Mann-Whitney U test). kD yielded acceptable differentiation between groups (area under curve 0.64), but did not improve such differentiation on top of structural imaging. Both kD and regional degree in medial prefrontal cortex (MPFC) were correlated with cognitive decline (kD: Spearmans{rho} = 0.32, p = 0.019; MPFC:{rho} = -0.45, p = 0.001, n = 55), while kD was also correlated with fatigue ({rho} = -0.34, p = 0.010, n = 56), but not with EDSS ({rho} = -0.06, p = 0.674, n = 56) or gait ({rho} = -0.18, p = 0.211, n = 52). kD significantly explained cognitive impairment ({chi}2 = 4.49, p = 0.034) and fatigue ({chi}2 = 7.18, p = 0.007). DiscussionOur data provide evidence that kD is a potential biomarker of cognitive decline and fatigue. Further cross-validations are required to assess its generalizability.

Autori: Pavel Hok, Q. T. Thai, B. Rehak Buckova, M. Domin, K. Rasova, J. Tintera, M. Lotze, M. Grothe, J. Hlinka

Ultimo aggiornamento: 2024-03-15 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.03.14.24304081

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.03.14.24304081.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.

Si ringrazia medrxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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