Migliorando la qualità delle oscillazioni theta potremmo arrivare a nuovi approcci terapeutici per l'Alzheimer, i disturbi della demenza, secondo ricercatori della UTSW.
I circuiti cerebrali che vengono interrotti dal morbo di Alzheimer (MA) sembrano influenzare la memoria attraverso un tipo di onda cerebrale chiamata oscillazione theta, secondo un team guidato da ricercatori del Centro Medico della University of Texas Southwestern.
I risultati, pubblicati su Nature Communications, potrebbero aiutare i ricercatori a progettare e valutare nuovi trattamenti per il MA, una condizione che colpisce milioni di persone in tutto il mondo e non ha cura.
"Speriamo di utilizzare questi dati per perfezionare le strategie di neuromodulazione in modo che possano avere una maggiore capacità di trattare il MA e le altre malattie cerebrali degenerative", ha affermato l'autore senior dello studio Bradley Lega MD, del Peter O'Donnell Jr. Brain Institute alla UT Southwestern.
I circuiti colinergici nel cervello - reti di cellule che comunicano tra loro usando il neurotrasmettitore acetilcolina - hanno un ruolo cruciale nella memoria. Questi circuiti popolano pesantemente l'ippocampo, una regione che funge da quartier generale della memoria del cervello.
Le interruzioni in questo circuito sono una caratteristica del MA e delle demenze correlate. Gli inibitori della colinesterasi, una delle sole due classi di farmaci approvate per trattare i sintomi della malattia, lavorano stimolando le vie colinergiche. Tuttavia, sono tuttora sconosciuti i meccanismi con cui i circuiti colinergici supportano la memoria umana, ha spiegato il dott. Lega.
Per tentare di rispondere a questa domanda, lui e i colleghi del Texas Computational Memory Lab della UT Southwestern e della Columbia University hanno lavorato con 12 pazienti nell'Unità Monitoraggio Epilessia alla UTSW che venivano valutati prima dell'intervento di rimozione delle parti danneggiate del loro cervello che innescano convulsioni.
Gli elettrodi impiantati nel loro cervello non solo aiutano i chirurghi a identificare con precisione i focolai convulsivi, ha affermato il dott. Lega, ma forniscono anche preziose informazioni sul funzionamento interno del cervello. Mentre gli elettrodi registravano l'attività cerebrale, i pazienti hanno svolto compiti di memoria, cercando di memorizzare elenchi di parole per poi ricordarne il maggior numero possibile.
In sessioni separate, questi volontari hanno ricevuto per via endovenosa una piccola quantità di scopolamina - un farmaco usato di solito per la chinetosi, noto anche per colpire la memoria agendo su circuiti colinergici - o di una soluzione salina, che non ha alcun effetto riconoscibile. Tra i diversi test di richiamo nella stessa sessione, i volontari hanno eseguito problemi di matematica come distrazione, per liberare la loro mente.
Non sorprende che la scopolamina abbia danneggiato in modo significativo la capacità dei volontari di ricordare le parole. A fronte di circa il 31% medio di parole dell'elenco ricordate quando avevano ricevuto la soluzione salina, ne hanno ricordato solo circa il 10% con la scopolamina.
Quando i ricercatori hanno analizzato le registrazioni cerebrali, hanno visto che la scopolamina sembrava interrompere le oscillazioni theta, che sono associate alla codifica dei ricordi. Quando ai pazienti veniva somministrato questo farmaco, le loro oscillazioni theta diminuivano in modo significativo di intensità.
Ulteriori caratteristiche di queste oscillazioni danneggiate hanno suggerito che l'ippocampo non riusciva a comunicare altrettanto bene, al suo interno e con il resto del cervello. Queste interruzioni erano più pronunciate nei volontari con il richiamo peggiore dopo la scopolamina, a conferma del legame tra circuiti colinergici e oscillazioni theta.
Nell'insieme, ha affermato il dott. Lega, questi risultati suggeriscono che uno dei modi principali in cui i circuiti colinergici influenzano la memoria è attraverso le oscillazioni theta. Pertanto, migliorare la qualità delle oscillazioni theta potrebbe essere al centro dello sviluppo di nuove terapie per il MA. Le oscillazioni theta potrebbero anche servire da biomarcatore negli studi clinici per determinare se le terapie sperimentali sono efficaci.
Fonte: University of Texas Southwestern (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: T Gedankien, [+5], B Lega. Acetylcholine modulates the temporal dynamics of human theta oscillations during memory. Nature Communications, 30 Aug 2023, DOI
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