Tracciare le fluttuazioni di attivazione cerebrale con la fMRI
ROBERTO COLONNA
NOTE
E NOTIZIE - Anno XIV – 09 aprile 2016.
Testi pubblicati sul sito
www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind
& Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a
fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta
settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di
studio dei soci componenti lo staff dei
recensori della Commissione Scientifica
della Società.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
La risonanza magnetica funzionale (fMRI, da functional magnetic resonance imaging) è diventata lo strumento principale per lo studio delle basi cerebrali delle funzioni psichiche umane in corso di svolgimento. La sua importanza ha di gran lunga superato quella dell’elettroencefalografia (EEG), che rimane un prezioso strumento di diagnosi neurologica, e della magnetoencefalografia (MEG), pertanto i suoi limiti costituiscono un problema che riguarda una quota importante di studi in tutto il mondo. Le variazioni nell’attività cerebrale che accompagnano le transizioni funzionali nella vigilanza e nella reazione di allerta, possono interferire con lo studio di altre caratteristiche funzionali del cervello, intrinseche o evocate da specifici compiti sperimentali. Fino ad oggi, la difficoltà di rilevare, tracciare e definire l’attivazione eccitatoria, convenzionalmente detta arousal, secondo un profilo caratteristico dal quale ricavare un modello, ha precluso la possibilità di fare la tara delle possibili influenze da parte di eccitazioni spontanee sui rilievi fMRI.
Catie Chang, con vari colleghi dell’NIH di Bethesda e una collaboratrice del Max Plank di Francoforte sul Meno, hanno realizzato uno studio dal quale emergono evidenze che variazioni continue nei livelli di eccitazione possono essere monitorate dai soli dati fMRI. Gli autori dello studio hanno validato questo approccio mediante una combinazione di elettrofisiologia intracorticale, misure comportamentali dello stato di allerta e fMRI.
Grazie
all’analisi attenta dei dati ottenuti, i ricercatori descrivono un pattern
spaziale, la cui espressione di variazione temporale nei dati fMRI è risultata
tracciare sia le fluttuazioni elettrofisiologiche, sia quelle comportamentali (Chang C., Tracking
brain arousal fluctuation
with fMRI. Proceedings of the
National Academy of Sciences USA – Epub ahead of print
doi: 10.1073/pnas.1520613113, 2016).
La
provenienza degli autori è la seguente: National Institute
of Neurological Disorders
and Stroke (NINDS), et al. Institutes from NIH, Bethesda, Maryland (USA);
Ernst Strungmann Institute for Neuroscience in
Cooperation with Max Planck Society, Frankfurt am Main (Germania).
Catie Chang e colleghi hanno combinato elettrofisiologia, fMRI e monitoraggio dei movimenti delle palpebre per tracciare variazioni continue nei livelli di attivazione cerebrale durante scansioni mediante metodica di risonanza magnetica funzionale. I ricercatori hanno caratterizzato per prima cosa la distribuzione spaziale delle fluttuazioni del segnale che tracciavano una misura dell’attivazione comportamentale. Poi, prendendo questo pattern come modello e usando il potenziale di campo locale come misura simultanea e indipendente dell’attività della corteccia cerebrale, hanno osservato che i livelli di espressione varianti nel tempo di questo modello dei dati fMRI fornivano una buona approssimazione dell’eccitazione rilevata col metodo elettrofisiologico.
I dati dettagliati, per i quali si rimanda alla lettura del testo integrale del lavoro originale, hanno fornito agli autori un buon supporto per una discussione sui potenziali benefici che deriverebbero dall’impiego di questo metodo di “taratura” per accrescere la sensibilità della fMRI come biomarker cognitivo e clinico.
L’autore della nota ringrazia la
dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla
lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE
E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
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