Nuove scoperte sulla malattia di Alzheimer e il cervello
Uno studio rivela cambiamenti cerebrali significativi nei pazienti con Alzheimer rispetto agli individui sani.
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Indice
La Malattia di Alzheimer (AD) è un tipo comune di demenza che colpisce molte persone anziane. Danneggia progressivamente il cervello, portando a perdita di memoria e confusione. Nelle fasi iniziali, colpisce principalmente l'ippocampo, una parte del cervello importante per la memoria. Man mano che la malattia avanza, impatta altre aree del cervello, causando infiammazione e perdita di cellule nervose.
Negli ultimi anni, il numero di adulti anziani con AD è aumentato significativamente. Per esempio, uno studio in Malesia ha trovato che diversi fattori, come l'età, il sesso femminile, un basso livello di istruzione e alcune etnie, aumentano il rischio di sviluppare demenza. Entro il 2030, si stima che circa 261.000 persone in Malesia avranno qualche forma di demenza, rappresentando circa lo 0,72% della popolazione.
Diagnosi della Malattia di Alzheimer
Ci sono diversi test comunemente usati per diagnosticare la malattia di Alzheimer. Questi includono il Montreal Cognitive Assessment (MoCA), il Mini-Mental State Examination (MMSE) e il Clinical Dementia Rating (CDR). Anche se questi test sono utili, non sostituiscono una valutazione più dettagliata da parte di un professionista qualificato.
Il MoCA valuta varie abilità mentali come la memoria, l'attenzione e il linguaggio. Il MMSE aiuta a fare uno screening per la demenza, mentre il CDR valuta la gravità dei sintomi di demenza. C'è anche un uso crescente di tecniche di imaging cerebrale per confermare la diagnosi.
Imaging Cerebrale nella Malattia di Alzheimer
Le scansioni cerebrali, come la risonanza magnetica (MRI), sono importanti per studiare i cambiamenti fisici che si verificano nel cervello con l'AD. Tecniche di imaging specifiche, come la morfometria basata su voxel (VBM), permettono ai ricercatori di osservare diverse aree del cervello e misurare la dimensione di queste aree.
I cambiamenti nella materia grigia, dove si trovano la maggior parte delle cellule nervose del cervello, spesso si verificano presto nella malattia. La ricerca mostra che i pazienti con AD spesso subiscono una riduzione della materia grigia prima nelle aree come i lobi temporoparietali.
Oltre all'imaging strutturale, la fMRI funzionale può esaminare come diverse parti del cervello comunicano tra loro. Questo si fa misurando il flusso sanguigno nel cervello, che indica i livelli di attività. I ricercatori si concentrano spesso su una rete chiamata default mode network (DMN), importante per la memoria e altre funzioni cognitive. Gli studi hanno dimostrato che la connettività in questa rete è spesso più bassa nelle persone con AD rispetto agli individui sani.
Obiettivo dello Studio
L'obiettivo dello studio era indagare le differenze nella struttura e nella funzione del cervello in persone con malattia di Alzheimer rispetto a individui sani. I ricercatori volevano analizzare come diverse aree cerebrali fossero influenzate in termini di dimensione (volume di materia grigia) e della loro capacità di connettersi e comunicare (Connettività Funzionale).
Metodologia
Lo studio è stato approvato eticamente e i partecipanti sono stati reclutati da diversi ospedali in Malesia. Coloro che avevano la malattia di Alzheimer sono stati confrontati con controlli sani abbinati per età. Sono stati somministrati una serie di test cognitivi per valutare memoria, pensiero e funzionamento quotidiano.
Per valutare la struttura cerebrale, sono state effettuate scansioni MRI ad alta risoluzione per misurare il volume di materia grigia utilizzando la VBM. Per l'analisi funzionale, è stata eseguita una fMRI a riposo per esaminare come diverse aree del cervello collaboravano mentre i partecipanti erano a riposo.
Risultati
Informazioni Demografiche
Un totale di 22 partecipanti è stato incluso nello studio, con 11 affetti da malattia di Alzheimer e 11 controlli sani. Gli anni medi dei partecipanti erano diversi, con il gruppo AD più anziano. Lo studio ha trovato una differenza significativa nei punteggi dei test cognitivi tra i due gruppi, con chi ha l'Alzheimer che mostrava prestazioni molto peggiori.
Valutazioni Cognitive
I risultati hanno mostrato che i partecipanti con Alzheimer avevano punteggi più bassi in vari test cognitivi rispetto agli individui sani. I test MoCA e MMSE indicavano un significativo deterioramento cognitivo nel gruppo AD, mentre il punteggio CDR mostrava anche vari stadi di gravità della demenza tra i partecipanti con AD.
Analisi della Struttura Cerebrale
L'analisi VBM ha rivelato aree nel cervello dove la densità di materia grigia era significativamente diversa tra i due gruppi. In particolare, le regioni del cervello che mostravano un volume di materia grigia ridotto includevano i giri temporali inferiori e alcune aree frontali. Questi cambiamenti sono associati ai deficit cognitivi osservati nella malattia di Alzheimer.
Analisi della Connettività Funzionale
Un'altra parte dell'analisi si è concentrata su come diverse aree cerebrali comunicavano. I ricercatori hanno usato un'analisi basata su semi per i dati fMRI. I risultati indicavano che, mentre c'erano alcune regioni attive in entrambi i gruppi, non c'erano differenze significative nei modelli di connettività complessivi tra il gruppo di Alzheimer e i controlli sani.
Tuttavia, all'interno dei partecipanti con Alzheimer, alcune aree mostravano una connettività ridotta, in particolare all'interno del DMN. Questo suggerisce che la capacità di queste aree di lavorare insieme potrebbe essere compromessa nella malattia di Alzheimer.
Discussione
I risultati dello studio supportano l'idea che la malattia di Alzheimer porta a cambiamenti visibili sia nella struttura che nella funzione del cervello. I test cognitivi hanno evidenziato efficacemente che i partecipanti con AD hanno ottenuto risultati peggiori rispetto agli individui sani, il che si allinea con ricerche precedenti.
La riduzione del volume di materia grigia in specifiche regioni cerebrali sottolinea ulteriormente i cambiamenti fisici nel cervello dovuti alla malattia di Alzheimer. La mancanza di differenze significative nella connettività funzionale tra i due gruppi suggerisce che, mentre l'Alzheimer influisce sulla funzione cerebrale, alcuni schemi di comunicazione potrebbero rimanere intatti o compensati in alcuni modi.
Limitazioni e Direzioni Future
Lo studio ha affrontato diverse limitazioni. Una limitazione principale era il numero ridotto di partecipanti, che potrebbe influenzare la generalizzabilità dei risultati. Le sfide di reclutamento a causa della pandemia di COVID-19 hanno anche impattato lo studio. Alcuni partecipanti non sono stati in grado di partecipare a causa di problemi legati alla scansione, il che ha richiesto l'esclusione dei dati.
Futuri studi dovrebbero mirare a includere un gruppo di partecipanti più ampio e diversificato per ottenere dati più completi. Inoltre, l'integrazione di tecnologie avanzate come l'intelligenza artificiale potrebbe migliorare l'accuratezza diagnostica identificando caratteristiche specifiche dell'imaging cerebrale legate alla malattia di Alzheimer.
Conclusione
Questo studio ha fornito preziose intuizioni su come la malattia di Alzheimer influisce sulla struttura e sulla funzione del cervello. Esaminando sia il volume di materia grigia che la connettività funzionale, i ricercatori sono stati in grado di identificare differenze significative che evidenziano l'impatto della malattia. Questi risultati supportano la necessità di continuare la ricerca per sviluppare strumenti diagnostici e strategie di trattamento migliori per le persone con malattia di Alzheimer.
Titolo: Seed-based morphometry of nodes in the default mode network among patients with Alzheimer's disease in Klang Valley, Malaysia
Estratto: The default mode network (DMN) is a prominent neural network in the human brain that exhibits a substantial association with Alzheimers disease (AD). Functional connectivity (FC) and grey matter volume (GMV) were reported to differ between AD and healthy controls (HC). Nevertheless, available evidence is scarce regarding the structural and functional alterations observed in individuals diagnosed with Alzheimers disease (AD) within the context of Malaysia. A prospective cross-sectional study was conducted in the Klang Valley region of Malaysia. A total of 22 participants were enlisted for the study, following a thorough clinical assessment completed by geriatricians. The participants underwent a series of neuropsychological tests, including the Montreal Cognitive Assessment (MoCA), Mini-Mental State Examination (MMSE), and Clinical Dementia Rating (CDR). The participants were classified into two groups, namely AD (Alzheimers disease) and HC (healthy controls), before the acquisition of resting-state functional magnetic resonance imaging (Rs-fMRI) images. The analysis of voxel-based morphometry (VBM) was conducted using SPM 12, a widely used software package in the field of neuroimaging, implemented in MATLAB. The primary objective of this analysis was to assess the grey matter volume (GMV). The CONN toolbox was employed to assess the functional connectivity (FC) and activation patterns of the nodes inside the default mode network (DMN). In this pilot project, a cohort of 22 participants was enlisted, consisting of 11 individuals with Alzheimers disease (AD) with an age range of 64-84 years (mean age 76.36 {+/-} 0.52) and 11 healthy controls (HC) with an age range of 64-79 years (mean age 69.91 {+/-} 5.34). In the Alzheimers disease (AD) group, there was a reduction in grey matter volume (GMV) observed in several brain regions when compared to the healthy control (HC) group. Specifically, decreased GMV was found in the right and left inferior temporal gyrus, left superior frontal gyrus, right superior frontal gyrus medial segment, right gyrus rectus, right temporal lobe, left putamen, and right precuneus, respectively. The significance level for the Rs-FC analysis was established at a cluster-size corrected p-value of less than 0.05. A notable reduction in the activation of the nodes within the default mode network (DMN) was observed in individuals with Alzheimers disease (AD) compared to healthy controls (HC). This drop was notably evident in the functional connectivity of the precuneus and anterior cingulate cortex in both AD and HC groups, as well as in the comparison between AD and HC groups. Resting-state functional magnetic resonance imaging (fMRI) can identify specific imaging biomarkers associated with Alzheimers disease by analysing grey matter volume (GMV) and default mode network (DMN) functional connectivity (FC) profiles. Consequently, there is promise for utilising resting- state fMRI as a non-invasive approach to enhance the detection and diagnosis of Alzheimers disease within the Malaysian community.
Autori: Subapriya Suppiah, N. H. MOHAD AZMI, N. S. N. IBRAHIM, B. IBRAHIM, V. P. SERIRAMULU, M. Mohamad, T. Karuppiah, N. F. OMAR, N. IBRAHIM, R. M. Razali, N. H. Harrun, H. M. Sallehuddin, N. Syed Nasser, U. Ahmad
Ultimo aggiornamento: 2023-08-31 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.08.29.23294758
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.08.29.23294758.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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