Ricerche

Alzheimer e invecchiamento seguono schemi distinti di interruzione delle reti cerebrali. L'Alzheimer impatta sulla connettività cerebrale, che comprende sia le reti cognitive di ordine superiore che quelle sensoriali e motorie (a sinistra), mentre l'invecchiamento è limitato all'interruzione delle reti cognitive.

Scienziati del Dallas Center for Vital Longevity dell'Università del Texas hanno pubblicato nuove evidenze che mostrano che i cambiamenti negli schemi della rete cerebrale risultanti dal morbo di Alzheimer (MA) iniziale differiscono da quelli associati al normale invecchiamento.

I risultati, pubblicati il 15 novembre sul Journal of Neuroscience, mostrano anche che l'impatto del MA sulla funzione cerebrale è più ampio di quanto si credeva finora. Oltre a rilevare cambiamenti caratteristici previsti nei circuiti cerebrali che supportano la memoria e l'attenzione, i ricercatori hanno riscontrato cambiamenti distinti nei circuiti coinvolti nell'elaborazione sensoriale e motoria.

"Alcune disfunzioni cerebrali che accompagnano il MA, che vanno oltre la memoria e l'attenzione, potrebbero essere rilevabili nelle fasi molto precoci, anche durante una lieve compromissione cognitiva, prima della diagnosi di MA", ha affermato il dott. Gagan Wig, professore associato di psicologia e autore senior dello studio.

Il team di ricerca ha scoperto che i cambiamenti legati al MA nelle reti cerebrali (regioni interconnesse del cervello che condividono funzioni simili) erano indipendenti da altri fattori tipicamente associati alla malattia, come livelli elevati di placche amiloidi che si formano quando si aggregano pezzi della proteina amiloide-beta.

"Questa disfunzione della rete cerebrale potrebbe essere un nuovo modo di caratterizzare la compromissione cognitiva legata al MA e fornire un obiettivo di trattamento potenziale", ha affermato Wig. "Abbiamo capito che gli obiettivi su cui ci siamo concentrati potrebbero non essere sufficienti, inclusa l'idea che l'amiloide sia il principale colpevole della malattia. Abbiamo cercato altri modi per quantificare la disfunzione del MA e, in questo studio, mostriamo che anche quando si tiene conto dell'onere amiloide, c'è ancora la disfunzione del circuito".

Da più di un secolo i neuroscienziati hanno distinto le regioni e i sistemi cerebrali per funzione. Alcune di queste reti regolano operazioni sensoriali o motorie, mentre altri cosiddetti sistemi di associazione integrano e mantengono tali informazioni e supervisionano l'attenzione, la memoria e il linguaggio.

"Questa distinzione potrebbe avere un ruolo chiave nel separare l'invecchiamento sano dal degrado del MA", ha affermato Wig. “Nell'invecchiamento sano, i cambiamenti sembrano in gran parte focalizzati sui sistemi di associazione. I sistemi sensoriali e motori sono generalmente stabili. Ad esempio, è molto probabile che il cervello di un 80enne abbia atrofia evidente in una corteccia di associazione, ma possa avere una corteccia visiva e uditiva relativamente meglio conservata".

Nello studio, i ricercatori hanno esaminato gli effetti dell'età e della gravità del MA sulla segregazione del sistema cerebrale in stato di riposo (una misura dell'organizzazione e dell'integrità della rete cerebrale), in 326 individui cognitivamente sani e 275 cognitivamente deteriorati che avevano avuto scansioni cerebrali nell'ambito dell'Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative.

“Con i dati delle scansioni cerebrali che abbiamo avuto a disposizione, ci è stato possibile tenere conto delle differenze cerebrali legate all'età e osservare alterazioni uniche per la gravità della demenza. Esplorando questo, abbiamo scoperto che il peggioramento della demenza è associato non solo alle alterazioni ai sistemi di associazione, ma anche ai sistemi sensoriali e motori", ha affermato Wig. "Questo lavoro sarebbe impossibile senza il massiccio database ADNI multisito che è stato messo a disposizione dei ricercatori del MA come il nostro gruppo".

La prima autrice Ziwei Zhang, dottoranda su cognizione e neuroscienze del laboratorio di neuroscansioni di Wig, ha affermato che le interazioni di rete interessate al MA sono un gruppo più ampio di quelle interessate da un invecchiamento sano.

"Negli anziani che non mostrano alcuna compromissione cognitiva, le interazioni alterate sono principalmente tra le regioni cerebrali che svolgono funzioni simili o all'interno dei sistemi cerebrali", ha affermato. "Invece, nei pazienti con diagnosi di MA, sono alterate anche le interazioni tra regioni che svolgono funzioni distinte, come l'elaborazione visiva e la memoria".

I neuroscienziati hanno avuto difficoltà a spiegare perché alcune persone possono avere le tipiche patologie di MA (placche amiloidi e grovigli neurofibrillari di tau) eppure sembrare cognitivamente inalterate. Wig ha affermato che i nuovi risultati mostrano che la disfunzione cognitiva provocata dalla malattia è probabilmente legata ai cambiamenti di reti funzionali che possono essere dissociati dai livelli di amiloide.

"Queste osservazioni offrono importanti indizi per identificare i tipi di deficit comportamentali che sono maggiormente colpiti nelle prime fasi del MA e di altre forme di demenza", ha affermato. "Mentre continuiamo a perfezionare i biomarcatori di MA basati sulla rete cerebrale, stiamo affinando una nuova fonte unica di informazioni sia per aiutare a diagnosticare il MA sia per misurare il rischio di malattia in individui altrimenti sani".