{"id":355796,"date":"2023-05-09T00:02:00","date_gmt":"2023-05-08T22:02:00","guid":{"rendered":"https:\/\/medizinonline.com\/approfondimenti-sulla-funzione-e-la-dinamica-delle-reti-cerebrali\/"},"modified":"2023-05-26T14:33:48","modified_gmt":"2023-05-26T12:33:48","slug":"approfondimenti-sulla-funzione-e-la-dinamica-delle-reti-cerebrali","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/medizinonline.com\/it\/approfondimenti-sulla-funzione-e-la-dinamica-delle-reti-cerebrali\/","title":{"rendered":"Approfondimenti sulla funzione e la dinamica delle reti cerebrali"},"content":{"rendered":"\n

Il cervello elabora le impressioni sensoriali, controlla il nostro corpo, memorizza le informazioni e d\u00e0 forma alla nostra coscienza. Con i pi\u00f9 recenti metodi tecnici e digitali, i ricercatori possono ora localizzare le aree responsabili di determinate abilit\u00e0. Tuttavia, non si sa ancora esattamente quale sia il percorso degli impulsi neuronali nella rete dinamica altamente complessa di circa 100 miliardi di cellule nervose e come le diverse aree cerebrali lavorino insieme a livello spaziale e temporale.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Quasi tutti i processi sensomotori e cognitivi si basano sull’attivit\u00e0 di grandi reti nel nostro cervello. Per scambiare e integrare le informazioni, le diverse regioni cerebrali devono accoppiarsi dinamicamente tra loro. L’esistenza di questi accoppiamenti \u00e8 stata scoperta pi\u00f9 di 30 anni fa, ma non \u00e8 ancora chiaro quale sia il loro significato funzionale. Gli accoppiamenti dinamici dei segnali nella corteccia sembrano svolgere un ruolo chiave nello sviluppo della percezione, dell’attenzione, della memoria, del linguaggio, del pensiero e delle capacit\u00e0 di risolvere i problemi. Nella vita di tutti i giorni, il processo di integrazione multisensoriale \u00e8 anche di grande importanza. Ci\u00f2 consente lo scambio di informazioni tra i rispettivi sistemi sensoriali coinvolti. Nelle malattie, l’elaborazione simultanea delle impressioni sensoriali pu\u00f2 essere alterata. Utilizzando l’elaborazione dei segnali visivi e acustici come esempio, i ricercatori berlinesi hanno usato le misurazioni EEG dell’attivit\u00e0 cerebrale per scoprire che l’integrazione multisensoriale pu\u00f2 aiutare a compensare i deficit di attenzione che esistono nell’elaborazione dei singoli canali sensoriali nelle persone con schizofrenia.<\/p>\n\n

Riorganizzare le reti dopo un ictus<\/h3>\n\n

L’ictus e la capacit\u00e0 del cervello di superare queste limitazioni sono stati oggetto di ulteriori considerazioni. L’ictus \u00e8 una delle cause pi\u00f9 comuni di disabilit\u00e0 acquisita in tutto il mondo. Gli effetti tardivi includono disturbi del linguaggio o emiplegia. Nuove e sempre migliori opzioni terapeutiche, come la trombolisi e la trombectomia, hanno rivoluzionato il trattamento dell’ictus acuto negli ultimi anni. Al di l\u00e0 della fase acuta, tuttavia, il repertorio terapeutico si limita in gran parte a misure di addestramento speciali – con un successo moderato. Al fine di migliorare le limitate opzioni terapeutiche per la rigenerazione, l’uso della stimolazione cerebrale non invasiva tramite la stimolazione magnetica transcranica (TMS) \u00e8 attualmente oggetto di studio nei pazienti con ictus. Questo ha il potenziale di modulare le reti cerebrali colpite dopo l’ictus e di mitigare i loro disturbi neurologici, al di l\u00e0 dell’effetto dei metodi di allenamento. Il fattore pi\u00f9 importante per il recupero funzionale dopo un ictus \u00e8 la riorganizzazione neuronale. Questo dipende da fattori sia a livello cellulare che di rete. I migliori risultati finora ottenuti nel supportare la riorganizzazione delle reti neurali provengono da una combinazione di tecniche di neuroimmagine e di neurostimolazione, come la TMS. Inoltre, l’uso dell’intelligenza artificiale potrebbe contribuire in modo significativo a migliorare i risultati del trattamento dopo un ictus in futuro. L’uso strategico di una quantit\u00e0 sempre crescente di dati relativi al paziente pu\u00f2 aiutare a calcolare previsioni di esito basate su algoritmi sul decorso individuale dei singoli pazienti con ictus, sia in fase acuta che cronica. Gli approcci AI stanno diventando pi\u00f9 precisi e stanno rivelando i fattori che possono favorire una rigenerazione rapida o un decorso complicato. In questo modo, le terapie possono essere adattate individualmente. <\/p>\n\n

Neurostimolazione senza intervento chirurgico?<\/h3>\n\n

Che si tratti di Parkinson, Alzheimer, ictus, epilessia o dolore cronico, gli scienziati sperano che la stimolazione del cervello con stimoli elettrici o magnetici porti a nuovi approcci terapeutici per le malattie neurologiche e psichiatriche. La stimolazione cerebrale profonda \u00e8 gi\u00e0 consolidata nel trattamento del Parkinson. A questo scopo, vengono impiantati degli elettrodi nel cervello. La stimolazione cerebrale non invasiva offre nuove possibilit\u00e0 laddove le terapie tradizionali raggiungono i loro limiti o la chirurgia \u00e8 troppo rischiosa. Finora, il metodo meglio studiato, con un corpus di dati in rapida crescita provenienti da studi sull’uomo, \u00e8 la stimolazione a ultrasuoni transcranici focalizzati a bassa intensit\u00e0 (fTUS). Con trasduttori speciali e frequenze di ultrasuoni nell’intervallo di 0,5 MHz, \u00e8 possibile modulare regioni cerebrali focali sia superficiali che profonde. La tecnica \u00e8 stata studiata in pazienti con dolore cronico, demenza, epilessia, lesioni cerebrali traumatiche e depressione. Gli effetti della stimolazione a breve termine variavano a seconda dei parametri degli ultrasuoni e influenzavano positivamente l’eccitabilit\u00e0, la connettivit\u00e0 cerebrale, la plasticit\u00e0 e il comportamento. Il profilo degli effetti collaterali \u00e8 stato caratterizzato da sintomi lievi come cefalea, deterioramento dell’umore, riscaldamento del cuoio capelluto, problemi cognitivi, dolore al collo, contrazioni muscolari, ansia e sonnolenza. La fTUS pu\u00f2 essere utilizzata con grande precisione spaziale e non invasivit\u00e0 per modulare anche le aree cerebrali profonde. Ci\u00f2 distingue questo metodo da altre tecnologie.<\/p>\n\n

Un’altra forma di neurostimolazione attualmente oggetto di ricerca \u00e8 la Stimolazione Temporale Intermittente (TIS). Utilizza due stimolatori<\/em> transcranici a corrente alternata (\u00abtranscranial alternating current stimulation\u00bb, tACS) che possono innescare un’interferenza temporale nelle regioni cerebrali profonde. Mentre non ci si aspetta alcun effetto biologico sulla superficie del cervello, a causa delle alte frequenze prevalenti (2 kHz), nella profondit\u00e0 del cervello il campo di interferenza elettrica (10 Hz) pu\u00f2 portare a una modulazione dell’attivit\u00e0 neuronale. Questo \u00e8 stato dimostrato negli esperimenti sugli animali, sui topi. <\/p>\n\n

Riconoscere i volti<\/h3>\n\n

L’aspetto pi\u00f9 basilare della percezione del volto \u00e8 il riconoscimento della presenza di un volto, che richiede l’estrazione delle caratteristiche che ha in comune con altri volti. Questo presumibilmente avviene attraverso l’abbinamento delle informazioni sensoriali ad alta dimensione con i modelli facciali interni, che si realizza attraverso un accoppiamento mediato dall’alto verso il basso tra le regioni prefrontali e le aree cerebrali della corteccia occipito-temporale. I compiti di riconoscimento illusorio dei volti possono essere utilizzati per indagare queste influenze dall’alto verso il basso. Uno studio ha indagato i meccanismi coinvolti nel riconoscimento dei volti utilizzando la risonanza magnetica funzionale (fMRI).<\/p>\n\n

\u00c8 stato utilizzato un paradigma di riconoscimento facciale illusorio in cui ai soggetti venivano mostrate immagini di rumore puro. Ma \u00e8 stato detto loro che quella met\u00e0 conteneva un volto. L’obiettivo principale era quello di indagare come l’interazione della corteccia prefrontale con il sistema nucleare porti alla percezione illusoria dei volti. L’analisi dei dati fMRI \u00e8 stata suddivisa in cinque fasi. Le analisi 1-3 hanno esaminato il modello di attivit\u00e0 cerebrale durante il riconoscimento illusorio del volto, confrontando le prove in cui \u00e8 stato riconosciuto un volto con quelle in cui non \u00e8 stato riconosciuto alcun volto. Nell’analisi 4, \u00e8 stato studiato il modello di connettivit\u00e0 funzionale tra il sistema centrale e la corteccia prefrontale, utilizzando un’analisi di interazione psicofisiologica (PPI). L’analisi 5 ha studiato come e quali regioni della corteccia prefrontale regolano l’attivit\u00e0 cerebrale del sistema nucleare durante il riconoscimento illusorio del volto.<\/p>\n\n

Si \u00e8 potuto dimostrare che la percezione di falsi volti attiva il sistema centrale come quello dei volti reali, anche se con una lateralizzazione sinistra atipica dell’area occipitale del viso. Il sistema centrale \u00e8 stato accoppiato con due diverse regioni cerebrali nell’IFG e nell’OFC. L’analisi DCM ha rivelato che l’attivit\u00e0 del sistema nucleare durante il finto riconoscimento di un volto \u00e8 stata regolata da un’influenza modulante, specifica per il volto, dell’IFG e non dall’OFC, come ipotizzato in precedenza.<\/p>\n\n

Stimolazione transcranica per l’udito dicotico<\/h3>\n\n

Nell’ascolto dicotico (DL), due suoni diversi vengono presentati a entrambe le orecchie contemporaneamente. I partecipanti con dominanza emisferica sinistra riferiscono pi\u00f9 suoni dall’orecchio destro, il che rappresenta un vantaggio per l’orecchio destro (REA). Per le segnalazioni dell’orecchio sinistro, le informazioni uditive devono essere trasferite dall’emisfero destro a quello sinistro (dominante). Di conseguenza, l’elettroencefalogramma (EEG) ha mostrato un aumento della connettivit\u00e0 funzionale tra entrambe le cortecce uditive durante i rapporti con l’orecchio sinistro. In uno studio, questa connettivit\u00e0 tra le due cortecce uditive \u00e8 stata modulata durante la DL utilizzando la stimolazione transcranica a corrente alternata gamma (tACS). L’ipotesi di fondo era che la sincronizzazione e la de-sincronizzazione dell’attivit\u00e0 di entrambe le cortecce uditive da parte del tACS interagisse con l’attivit\u00e0 cerebrale e quindi influenzasse le prestazioni comportamentali durante la DL.<\/p>\n\n

Ventinove partecipanti destrimani sono stati reclutati per cinque sessioni nell’arco di cinque settimane (a distanza di una settimana l’una dall’altra). In ogni sessione, hanno eseguito due blocchi DL con registrazione EEG e tACS simultanei. Ogni sessione comprendeva 20 minuti di stimolazione bilaterale a 40 Hz delle aree temporali con un’ampiezza di 1 mA (da picco a picco). Sono state applicate cinque diverse condizioni di stimolazione (una per sessione): stimolazione sham e 4 stimolazioni verum con 4 diversi spostamenti di fase (di 0\u00b0, 45\u00b0, 90\u00b0 e 180\u00b0) tra i siti di stimolazione tACS sinistro e destro.<\/p>\n\n

A livello comportamentale, i partecipanti hanno mostrato il tipico vantaggio dell’orecchio destro durante la condizione di stimolazione sham. Coerentemente con uno studio precedente simile, le altre condizioni non hanno mostrato cambiamenti significativi a livello comportamentale. Il calcolo dello spostamento di fase tra entrambe le cortecce uditive ha mostrato una differenza significativa tra i rapporti per l’orecchio sinistro e quello destro nella finestra temporale 84-108 ms dopo la presentazione dello stimolo. I singoli ritardi di fase all’interno di questa finestra temporale erano circolarmente correlati con i cambiamenti a livello comportamentale solo durante la condizione di stimolazione a 180\u00b0. Un’analisi personalizzata post-hoc ha mostrato che la condizione di stimolazione pi\u00f9 vicina al ritardo di fase individuale (endogeno) ha determinato un FGD inferiore.<\/p>\n\n

I risultati suggeriscono che non \u00e8 la stimolazione in s\u00e9 a influenzare la connettivit\u00e0 interemisferica, ma piuttosto l’interazione tra il ritardo di fase della stimolazione e il ritardo di fase endogeno. In questo senso, la condizione di stimolazione con il minor ritardo di fase rispetto al ritardo di fase endogeno pu\u00f2 migliorare la comunicazione interemisferica tra entrambe le cortecce uditive e quindi ridurre la FGD. Dal punto di vista clinico, questo studio pu\u00f2 aiutare a identificare potenziali bersagli cerebrali per la neurostimolazione per il trattamento delle allucinazioni uditive nella schizofrenia, che sono associate a una maggiore connettivit\u00e0 interemisferica e quindi a un REA anormalmente ridotto.<\/p>\n\n

Congresso: Deutsche Gesellschaft f\u00fcr klinische Neurophysiologie und funktionelle Bildgebung (DGKN)<\/em><\/p>\n\n

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Ulteriori letture:<\/p>\n\n