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Disturbi psichiatrici: nuove mappe cerebrali li correlano

Un nuovo studio mappa il cervello dei pazienti con patologie mentali; si è scoperto che nonostante le differenze individuali ci sono alcune somiglianze cliniche.

Categorie Diagnostica · Medicina · Terapeutica
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Un team di ricercatori ha creato nuove mappe cerebrali di pazienti con disturbi psichiatrici comuni; si è scoperto che, nonostante le differenze intra-individuali tra i soggetti con stesse diagnosi, le aree cerebrali colpite sono quelle di interessate comune. I risultati dello studio condotto possono essere fondamentali per lo sviluppo di terapie mirate per i diversi disturbi.

cervello
L’anatomia del cervello umano – Credits: Docsity

Situazione attuale sui disturbi psichiatrici

Si sono eseguiti negli ultimi anni molti studi di neuroimaging e di meta-analisi con il fine di esaminare i cambiamenti cerebrali associati a specifiche diagnosi psichiatriche. Nonostante le numerose scoperte, i meccanismi che stanno alla base delle patologie mentali sono ancora di difficile comprensione. Una delle possibili motivazioni di tale situazione può essere causata da una dipendenza dalle medie di gruppo piuttosto che dalle differenze nei singoli casi clinici.

Disturbi psichiatrici
Uno schema mostra come l’eterogeneità neurale può essere caratterizzata da diverse scale. I nodi rappresentano diverse regioni del cervello, i bordi rappresentano l’accoppiamento funzionale (FC) tra i nodi. Le aree colorate corrispondono a diverse reti funzionali del cervello – Credits: Nature Neuroscience

Il nuovo studio con mappaggio cerebrale

In un nuovo studio si sono mappati i cambiamenti nell’area cerebrale di 1.294 pazienti con diagnosi di uno tra i sei disturbi psichiatrici più comuni: disturbo da deficit di attenzione/iperattività, disturbo dello spettro autistico, disturbo bipolare, depressione, disturbo ossessivo-compulsivo e schizofrenia. A questi, vengono abbinati 1.465 controlli. Si è scoperto che mentre c’è molta diversità tra gli individui, ci sono anche punti in comune che possono presentare un obiettivo utile per il trattamento.

cervello mri
Un medico radiologo analizza esami di un paziente.

Idea di partenza dello studio

La premessa della ricerca tiene conto che gli individui a cui è stata diagnosticata una patologia mentale mostrino diversi cambiamenti che producono diverse sintomatologie. La domanda che ha mosso i ricercatori nello studio è la seguente: esiste un circuito cerebrale comune e connesso o una rete condivisa da persone con quella medesima diagnosi?

Creazione delle mappe cerebrali per i pazienti con disturbi psichiatrici

I ricercatori hanno utilizzato le analisi statistiche per mappare le regioni del cervello che mostrano volumi insolitamente grandi o piccoli nelle persone con diagnosi di: schizofrenia, disturbo bipolare, depressione, disturbo ossessivo-compulsivo, disturbo da deficit di attenzione/iperattività o disturbo dello spettro autistico. Si è utilizzato un modello statistico per stabilire le aspettative sulle dimensioni del cervello data l’età e il sesso di qualcuno. Da tali dati raccolti risulta quindi possibile quantificare quanto il volume del cervello di una singola persona si discosta da queste aspettative, proprio come i grafici di crescita comunemente usati per l’altezza e il peso in pediatria.

dottore cervello
Dottore tiene modello di cervello tra le mani.

Analisi dei dati raccolti

Statistiche allineate con studi precedenti che avevano scoperto che le deviazioni del volume del cervello variavano ampiamente tra gli individui. Si sono confermati i risultati precedenti, ossia che le regioni specifiche del cervello che mostrano grandi deviazioni nel volume cerebrale variano molto tra gli individui. A livello percentuale, la variazione del volume nel 7% dei pazienti con la stessa diagnosi mostra una deviazione importante nella stessa area del cervello. Questo risultato significa che è difficile individuare gli obiettivi di trattamento o i meccanismi causali concentrandosi solo sulle medie di gruppo. Potrebbe anche spiegare perché le persone con la stessa diagnosi mostrano un’ampia variabilità nei loro profili sintomatici e nei risultati del trattamento.

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Eterogeneità della rete funzionale di deviazioni del volume di materia grigia estreme negative in ciascun disturbo – Credits: Nature Neuroscience

Considerazioni sulle analisi

I ricercatori hanno quindi esaminato se le aree del cervello che mostrano grandi deviazioni di volume fossero collegate. Si è scoperto che queste deviazioni sono incorporate all’interno di circuiti cerebrali comuni fino al 56% dei casi. Poiché il cervello è ricco di connessioni, la disfunzione in un’area può diffondersi ad altri siti collegati. Per tale ragione, si è scoperto che, mentre le deviazioni si verificano in regioni cerebrali distinte tra persone diverse, si sono spesso collegate ad aree comuni a monte o a valle, il che significa che si aggregano all’interno degli stessi circuiti cerebrali.

Innovazioni sulle diagnosi dei disturbi psichiatrici

Secondo il team di ricerca la connessione cerebrale spiega perché, ad esempio, due persone con la stessa diagnosi hanno più sintomi in comune rispetto a due persone con diagnosi diverse. È possibile che questa sovrapposizione a livello di circuito spieghi i punti in comune tra persone con la stessa diagnosi. Ad esempio, due persone con schizofrenia hanno generalmente più sintomi in comune di una persona con schizofrenia ed una con depressione. Mentre i risultati dello studio identificano potenzialmente nuovi obiettivi per il trattamento in base alla diagnosi, i ricercatori affermano che ci sono limitazioni al successo dei trattamenti.

Test di permutazione per valutare la sovrapposizione a livello di regione, a livello di circuito e a livello di rete dei diversi disturbi psichiatrici – Credits: Nature Neuroscience

Deviazione utilizzata per le analisi dei dati

Per quantificare le deviazioni dalle previsioni del modello normativo per ogni partecipante nei dati del test, si sono generate delle mappe di deviazione per ogni partecipante. In particolare, per ogni partecipante i, in ogni regione del cervello j, si è combinato il volume di materia grigia (GMV) previsto y1ij, il vero GMV y2ij, l’incertezza predittiva σij e la varianza normativa σnj per calcolare un punteggio z, zij, come

equazione

che quantifica la misura in cui la stima GMV regionale di un individuo si discosta dalla previsione del modello, data l’incertezza del modello.

Scoperte utili per i nuovi trattamenti

Si è scoperto che alcuni circuiti cerebrali specifici sono preferibilmente coinvolti in alcuni disturbi, suggerendo che sono potenziali bersagli di trattamento. Tuttavia, i risultati suggeriscono che questi obiettivi saranno appropriati solo per un sottoinsieme di persone. Ad esempio, si sono trovate prove che i circuiti cerebrali legati alle aree frontali sono preferibilmente coinvolti nella depressione. Questi circuiti sono comunemente usati come bersagli per terapie di stimolazione cerebrale non invasive, ma i dati suggeriscono che potrebbero essere bersagli efficaci solo per circa un terzo delle persone.

E se le pastiglie del futuro non dovessero più essere prese ogni giorno?
Nuove possibili terapie per i disturbi psichiatrici.

Conclusioni e prospettive future

In conclusione, l’approccio adottato dai ricercatori apre nuove opportunità per mappare i cambiamenti cerebrali nelle malattie mentali. Il quadro sviluppato dai ricercatori consente di comprendere la diversità dei cambiamenti cerebrali nelle persone con malattie mentali a diversi livelli, dalle singole regioni fino a circuiti e reti cerebrali più diffusi, offrendo una visione più approfondita di come il cervello è influenzato nelle singole persone.