Nuovo metodo traccia i percorsi cerebrali nel Parkinson

La malattia di Parkinson (PD) è una condizione che porta a disabilità e anche alla morte, e sta crescendo più velocemente di altri disturbi cerebrali. I principali segni della PD, come movimenti lenti, rigidità e tremori, possono essere trattati con farmaci che aumentano i livelli di dopamina nel cervello. Tuttavia, i trattamenti per i problemi di pensiero e memoria non sono altrettanto efficaci o disponibili.

Un'area importante del cervello legata a questi problemi cognitivi è il Nucleo basale di Meynert (NBM). Questa zona gioca un ruolo fondamentale nell'attenzione e nella memoria, spesso colpiti nelle persone con PD. La ricerca ha dimostrato che stimolare il NBM usando la Stimolazione Cerebrale Profonda (DBS) potrebbe aiutare a migliorare la funzione cognitiva negli animali. Tuttavia, i risultati negli esseri umani sono stati variabili. I ricercatori credono che mirare ai percorsi della materia bianca collegati al NBM potrebbe essere un approccio migliore per trattare i problemi cognitivi insieme ai sintomi motori.

#Importanza del NBM nella funzione cognitiva

Il NBM è importante per compiti che richiedono attenzione e pensiero di alto livello. Spesso si degrada presto nella PD, il che può prevedere un futuro declino cognitivo, anche prima che si presentino problemi di movimento. Gli studi hanno mostrato che non solo l'area del NBM, ma anche le connessioni che da essa partono, possono influenzare la funzione cognitiva. Ci sono due principali percorsi dal NBM: uno va verso la parte anteriore e i lati del cervello, mentre l'altro scende più in profondità.

Lavori precedenti hanno mostrato che i cambiamenti in questi percorsi possono essere rilevati anche prima che i problemi cognitivi diventino chiari. Tuttavia, la maggior parte delle ricerche esistenti sulla DBS si è concentrata principalmente sulla stimolazione del NBM stesso, portando a risultati misti in termini di miglioramento.

#Necessità di metodi di ricerca migliorati

I metodi attuali per identificare i percorsi del NBM si basano su sistemi automatizzati che usano immagini cerebrali di un numero ridotto di cervelli post-mortem. Questo approccio ha sollevato dubbi sulla sua affidabilità. C'è bisogno di metodi migliori che possano individuare il NBM e i suoi percorsi in modo più accurato, specialmente in pazienti vivi che potrebbero mostrare variazioni a causa di cambiamenti cerebrali.

Alcuni ricercatori hanno provato metodi manuali per delineare le aree cerebrali legate al NBM, ma questi non si sono concentrati specificamente sui percorsi del NBM. Quindi, c'è bisogno di sviluppare un nuovo metodo personalizzato per ricostruire il percorso laterale del NBM per migliorare la pianificazione della DBS, oltre a studiarne le connessioni con altre parti del cervello.

#Obiettivi dello studio

L'obiettivo dello studio era creare un nuovo modo per tracciare i percorsi laterali del NBM usando diversi tipi di imaging cerebrale. Volevamo testare quanto fosse affidabile questo metodo in tre modi: confrontandolo con metodi automatizzati esistenti, verificando la coerenza tra diversi ricercatori e vedendo come si comporta con scansioni cliniche.

#Partecipanti

La prima parte dello studio ha coinvolto giovani adulti sani per testare il nuovo metodo. I partecipanti sono stati selezionati con attenzione in base alla loro età, storia di salute mentale e capacità di prestare attenzione durante il test. Abbiamo avuto un totale di 37 partecipanti.

La seconda parte si è concentrata su persone con PD. Abbiamo lavorato con 21 individui che vivevano con la PD da almeno due anni. Sono stati monitorati da vicino e mostravano lievi problemi cognitivi, ma non stavano assumendo alcun farmaco per la PD durante lo studio.

Infine, abbiamo incluso un piccolo gruppo di 5 pazienti con PD che facevano parte di un altro studio sulla stimolazione cerebrale profonda. Anche questi individui sono stati selezionati con attenzione in base alla loro storia medica e stato di salute attuale.

#Scansioni MRI

Tutti i partecipanti hanno subito scansioni MRI, un modo sicuro per ottenere immagini dettagliate del cervello. Sono stati utilizzati diversi tipi di scansioni, comprese immagini ad alta risoluzione che aiutano a identificare aree specifiche e percorsi nel cervello.

Per i giovani adulti sani, l'MRI è stata eseguita utilizzando macchine avanzate, fornendo immagini molto dettagliate. Anche le scansioni per il gruppo PD hanno seguito linee guida rigorose per garantire che le immagini fossero il più chiare possibile. Sono state fatte anche scansioni cliniche, anche se queste generalmente avevano una qualità inferiore a causa di limitazioni tecniche.

#Metodo di Tractografia

Dopo aver ottenuto i dati MRI, dovevamo elaborarli per visualizzare i percorsi. Abbiamo utilizzato software che aiuta a correggere eventuali problemi nelle immagini e poi abbiamo adattato modelli per capire come sono strutturate le fibre del cervello.

Per il nostro metodo, abbiamo delineato manualmente aree cerebrali specifiche e poi tracciato i percorsi per il NBM. Abbiamo confrontato questo metodo manuale con una versione automatizzata per vedere quale fornisse risultati più affidabili.

#Risultati

#Confronto tra metodi manuali e automatizzati

Nel test con giovani adulti sani, il metodo manuale ha mostrato una maggiore affidabilità rispetto all'approccio automatizzato. I risultati indicavano che il nostro tracciamento manuale produceva contorni più coerenti del NBM e dei suoi percorsi. Questo suggerisce che il nostro metodo potrebbe essere più efficace per la ricerca e le potenziali applicazioni cliniche.

#Affidabilità tra i ricercatori

Successivamente, abbiamo verificato se diversi ricercatori potessero ottenere risultati simili utilizzando il nostro metodo manuale su immagini di persone con PD. L'affidabilità era molto alta, dimostrando che i ricercatori potevano replicare efficacemente le scoperte degli altri. Questo significa che il nostro metodo può essere fidato per ottenere risultati coerenti tra diversi utenti.

#Prestazione nelle scansioni cliniche

Infine, abbiamo valutato l'efficacia del metodo nelle scansioni cliniche di pazienti PD. Anche se l'affidabilità era alta complessivamente, ci sono stati alcuni casi in cui i percorsi non potevano essere ricreati con precisione. Questo probabilmente derivava da limitazioni tecniche nelle scansioni a bassa qualità rispetto alle immagini ad alta risoluzione utilizzate in precedenza.

#Conclusione

Il nostro studio ha sviluppato con successo un nuovo metodo per tracciare i percorsi laterali del NBM, dimostrando di essere più affidabile rispetto ai metodi automatizzati esistenti. Questo nuovo metodo può migliorare la ricerca futura sulla funzione cognitiva nell'invecchiamento e nelle condizioni neurologiche. Può anche aiutare nella pianificazione di interventi di DBS mirati a risolvere problemi legati al NBM.

Nonostante alcune limitazioni, come la variabilità nella qualità delle immagini, i nostri risultati sottolineano l'importanza di approcci personalizzati nella comprensione e nel trattamento dei problemi cognitivi nei pazienti con PD. Man mano che miglioriamo i nostri metodi, possiamo offrire strumenti migliori per esaminare la struttura e la funzione del cervello, portando infine a trattamenti migliori per chi è colpito da malattie neurologiche.