Disegno di pavimento usato in uno degli esperimenti di realtà virtuale: questa configurazione ha testato l'abilità di giovani e anziani per l'orientamento spaziale. Fonte: DZNEI ricercatori del Centro Tedesco Malattie Neurodegenerative (DZNE) hanno trovato una possibile spiegazione alla difficoltà di orientamento spaziale sperimentato a volte dagli anziani, nel cui cervello hanno rilevato un'attività instabile in un'area centrale per la navigazione spaziale.
Queste scoperte, riportate nella rivista Current Biology, a lungo termine potrebbero aprire nuovi modi per rilevare l'Alzheimer (MA).
Per guidarci nello spazio in modo obiettivo, il cervello umano deve elaborare un enorme flusso di informazioni, che vanno dagli stimoli visivi agli stimoli forniti dal sistema muscolare e al nostro senso dell'equilibrio. Pertanto, l'orientamento spaziale e la navigazione sono tra le abilità più complesse della mente umana. Tuttavia, queste abilità spesso si deteriorano man mano che invecchiamo, il che può compromettere seriamente l'indipendenza e la qualità della vita.
"Quando ti muovi in un ambiente non familiare, è perfettamente normale perdersi. Tuttavia, questo tende ad accadere più spesso alle persone anziane. Finora, sappiamo molto poco sui meccanismi neuronali alla base di questi problemi di navigazione", afferma Matthias Stangl, ricercatore nel sito di Magdeburgo del DZNE e primo autore dell'attuale pubblicazione. "Avevamo formulato l'ipotesi che potessero essere implicate le cosiddette 'cellule di griglia'. Una parte importante dell'elaborazione della navigazione viene eseguita da questi neuroni specializzati, situati nella corteccia entorinale del cervello. Pertanto, abbiamo ipotizzato che fossero i deficit nella funzione delle cellule di griglia la causa dei problemi nella navigazione".
Nella realtà virtuale e nello spazio reale
Per testare questa ipotesi, Stangl e i colleghi hanno condotto esperimenti con 41 adulti sani, giovani e anziani, che sono stati divisi in due gruppi: il gruppo di 'giovani adulti' era composto da 20 partecipanti da 19 a 30 anni di età, mentre il gruppo di 'anziani' comprendeva 21 individui da 63 a 81 anni. Entrambi i gruppi includevano uomini e donne.
Uno degli esperimenti combinava le scansioni funzionali del cervello (fMRI) e la realtà virtuale: i partecipanti dovevano muoversi in uno scenario generato dal computer, mentre venivano monitorati i loro schemi di attività cerebrale.
Un secondo esperimento ha testato la capacità di 'integrazione del percorso'. In questa configurazione, i partecipanti si sono mossi lungo percorsi curvi predefiniti. Alle fermate intermedie, dovevano stimare la distanza e l'orientamento rispetto al punto di partenza, ma senza vedere o individuare la posizione. Poiché questo test è stato eseguito in due versioni, è avvenuto sia nello spazio reale che in un ambiente virtuale.
Instabilità nei modelli di 'sparo' dei neuroni
"Tutto sommato, i giovani partecipanti sono andati meglio nella navigazione, il che è in linea con gli studi precedenti. Tuttavia, abbiamo trovato un'associazione tra diminuzione della prestazione di navigazione e deficit nell'attività delle cellule di griglia", afferma il prof. Thomas Wolbers, scienziato senior del DZNE e supervisore dello studio attuale. "Le cellule di griglia si sono attivate in modo diverso tra giovani e anziani. Nello specifico, gli schemi di 'sparo' [comunicazione tra neuroni] erano meno stabili nel tempo negli individui più anziani, il che indica che questi circuiti cerebrali sono compromessi nella vecchiaia. Questo potrebbe essere una causa che spiega perché molti anziani tendono ad avere problemi con la navigazione spaziale".
Wolbers aggiunge: "Le cellule di griglia hanno un ruolo centrale non solo nella navigazione ma anche in altre funzioni cognitive. Pertanto, i nostri risultati potrebbero indicare un meccanismo chiave alla base dei deficit cognitivi nella vecchiaia. Ciò non solo fornisce informazioni sui cambiamenti neurofisiologici dovuti all'invecchiamento, ma può anche aiutare a progettare terapie contro il declino cognitivo correlato all'età".
Un primo segnale di demenza?
Anche se l'indebolimento delle abilità di navigazione potrebbe avvenire negli adulti sani, tale declino è considerato anche uno dei primi sintomi dell'Alzheimer.
"Valutare le prestazioni di navigazione e la funzione delle cellule di griglia potrebbe facilitare la diagnosi precoce dell'Alzheimer e di altri disordini neurodegenerativi", afferma Wolbers. "A tal fine, sarebbe necessario sviluppare metodi diagnostici che distinguano tra un declino legato all'età nella capacità di navigazione e un declino causato dalla malattia. Questo potrebbe essere un compito impegnativo. Tuttavia, i nostri risultati gettano le basi per studi futuri su tali argomenti".
Fonte: DZNE/German Center for Neurodegenerative Diseases (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Matthias Stangl, Johannes Achtzehn, Karin Huber, Caroline Dietrich, Claus Tempelmann, Thomas Wolbers. Compromised grid-cell-like representations in old age as a key mechanism to explain age-related navigational deficits. Current Biology, 2018 DOI: 10.1016/j.cub.2018.02.038
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