Modulazione magnetica della via corticostriata umana
GIOVANNI
ROSSI
NOTE E NOTIZIE - Anno XX – 15 aprile
2023.
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]
L’attività corticostriatale del cervello
umano è studiata in vivo particolarmente per il suo rilievo in patologie
neurologiche come la malattia di Parkinson e in vari disturbi psichiatrici; è
considerata un attraente bersaglio per i trattamenti non farmacologici di patologie
cerebrali, ma terapie invasive come quelle che richiedono interventi chirurgici
ripetuti sul neurocranio e procedure di impianto di elettrodi sono accettate
solo da una minoranza di pazienti e, inoltre, spesso non risultano applicabili.
Per queste ragioni si sta approfondendo lo studio della possibilità di
impiegare una procedura non invasiva con poche controindicazioni e senza
effetti collaterali rilevanti come la stimolazione magnetica transcranica
(TMS).
L’interesse circa la possibilità di adoperare una
metodica basata su questi principi è notevole per disturbi psichiatrici cronici
che richiedono lunghi periodi di trattamento sintomatico.
Si definisce convenzionalmente impulsività la
tendenza ad agire prematuramente o senza riflettere, e un eccesso di atteggiamento
e comportamento impulsivo costituisce un elemento caratterizzante molte
sindromi neuropsichiatriche. Lo studio delle basi cerebrali dell’impulsività
umana ha indagato prevalentemente aree della corteccia cerebrale con funzione
inibitoria, rilevando la possibilità di un ruolo nelle manifestazioni
patologiche da parte dell’area motoria pre-supplementare (pre-supplementary motor
area, pre-SMA).
Allan Lohse e colleghi hanno esplorato la
possibilità che il difetto funzionale di quest’area abbia un ruolo nella
patogenesi dell’impulsività. A questo scopo hanno rilevato la fMRI in un
compito sperimentale dopo stimolazione transcranica ripetitiva (rTMS) a bassa
frequenza della pre-SMA. I risultati dello studio costituiscono evidenze convergenti
per un rapporto di causa-effetto tra i livelli dell’attività di pre-SMA
associati al compito e la propensione al comportamento impulsivo e rischioso,
nel contesto di un gioco d’azzardo sequenziale[1].
Jaime Caballero-Insaurriaga
e colleghi hanno studiato la possibilità di modulare con tSMS
l’attività corticostriata in modo efficace. I risultati sono incoraggianti
nella prospettiva di sviluppare nuove terapie neurologiche e psichiatriche non
invasive.
(Jaime
Caballero-Insaurriaga et al., Noninvasive modulation
of human corticostriatal activity. Proceedings of the National Academy of Sciences USA – Epub ahead of print doi: 10.1073/pnas.2219693120, 2023).
La provenienza degli autori è la seguente: HM CINAC, University Hospital HM Puerta del Sur, HM
Hospitals, Madrid (Spagna); National Hospital of
Paraplegics, Toledo (Spagna); CIBERNED, Institute of
Health Carlos III, Madrid (Spagna).
Jaime Caballero-Insaurriaga e colleghi hanno condotto uno studio
con lo scopo di dimostrare che l’attività cortico-striatale può essere efficacemente
modulata con una metodica non invasiva di stimolazione magnetica transcranica,
senza ricorrere all’impianto di elettrodi intracerebrali che richiede procedure
operatorie. In particolare, gli autori dello studio hanno impiegato la tSMS (transcranial static magnetic field stimulation) per la stimolazione cerebrale non invasiva
e la risonanza magnetica nucleare funzionale (fMRI, functional
magnetic resonance imaging)
allo stato di riposo per verificare i cambiamenti nell’attività sinaptica dei
fasci assonici discendenti dai neuroni della corteccia cerebrale e innervanti
le formazioni nucleari del corpo striato.
Un
problema in questo tipo di studi è costituito dal fatto che le misure standard
della connettività funzionale non sono in grado di distinguere le variazioni
dell’attività corticostriatale dai cambiamenti locali dell’attività della corteccia
cerebrale. Per superare quest’ambiguità, i ricercatori hanno sviluppato un
nuovo strumento, la ISAAC analysis framework,
che ha consentito loro di dimostrare che la tSMS induceva cambiamenti 1) nell’attività
locale all’interno della corteccia stimolata e 2) nell’attività condivisa tra
la corteccia stimolata e lo striato connesso.
In
particolare, la ISAAC analysis framework,
presentata per la prima volta in questo studio e validata dagli autori,
consentiva di distinguere l’attività neuronica interna alle aree della
corteccia dalla connettività funzionale tra regioni cerebrali diverse. Tutte le
misure effettuate con questo strumento suggerivano che la regione lungo la
corteccia mediale che abbia la maggiore connettività funzionale con lo striato
sia l’area motoria supplementare (SMA), cui era stata applicata la tSMS.
I
ricercatori hanno poi impiegato una versione del framework guidata da un
modello, per chiarire che la modulazione dell’attività striatale indotta da tSMS possa essere primariamente spiegata da un cambiamento
nell’attività condivisa tra le aree modulate della corteccia motoria e lo
striato motorio.
In
conclusione, i risultati dello studio suggeriscono che l’attività corticostriata
può essere individuata, monitorata ed efficacemente modulata nel cervello umano,
a scopo terapeutico.
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
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Giovanni Rossi
BM&L-15 aprile 2023
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[1] Lohse A., et al. Linking Impulsivity to Activity Levels in
Pre-Supplementary Motor Area during Sequential Gambling. Journal of
Neuroscience 43 (8): 1414-1421, 2023.