Ricerche

La spettroscopia del vicino-infrarosso a banda larga, uno strumento di monitoraggio cerebrale portatile, può rilevare cambiamenti metabolici legati alla demenza, misurando l'attività della 'citocromo c ossidasi'.

Dispositivo di spettrografia del vicino infrarosso a banda laga (Fonte: Bale et al, 2014)

La diagnosi precoce e accurata della demenza rimane una grande sfida. Approcci standard come la risonanza magnetica e le scansioni PET possono fornire preziose informazioni sulla struttura e la funzione del cervello, ma sono costosi, non sempre accessibili e spesso troppo costosi per un uso ripetuto. Un team di ricercatori della GB ha ora dimostrato che una tecnologia compatta e non invasiva, la spettroscopia del vicino-infrarosso a banda larga (bNIRS), può offrire un nuovo modo per rilevare i cambiamenti cerebrali legati al morbo di Alzheimer (MA), anche nelle prime fasi.

In questo studio pilota riportato nel Journal of Biomedical Optics, scienziati delle università di Cambridge e di Sheffield (GB) e della Pontificia Universidad Javeriana Bogotá (Colombia) hanno usato la bNIRS per monitorare l'ossigenazione del sangue e il metabolismo cerebrale in risposta alla stimolazione visiva. A differenza della spettroscopia convenzionale del vicino infrarosso, che in genere traccia solo l'emoglobina ossigenata e deossigenata, l'approccio a banda larga misura anche lo stato di ossidazione della citocromo c ossidasi (oxCCO), un enzima mitocondriale chiave coinvolto nella produzione di energia cellulare.

Precedenti lavori hanno dimostrato che nel MA l'attività della oxCCO è ridotta, rendendola un promettente biomarcatore per la diagnosi precoce. I ricercatori hanno arruolato tre piccoli gruppi di anziani: 5 controlli sani, 7 individui con lieve compromissione cognitiva e 7 individui con demenza di MA precoce. Usando un semplice stimolo visivo a scacchiera, il team ha registrato cambiamenti nei livelli di ossigeno nel sangue e attività della oxCCO dalla corteccia visiva. Hanno quindi confrontato queste risposte cerebrali con i punteggi dei test cognitivi standard.

L'analisi ha rivelato che alcune caratteristiche dei segnali cerebrali, come l'ampiezza e il picco di ritardo della risposta, variavano tra i gruppi. È importante che, quando i ricercatori hanno usato la modellazione statistica per collegare le risposte cerebrali alle prestazioni cognitive, la correlazione canonica era forte (r = 0,902). Ma quando sono state escluse le misure correlate alla oxCCO, la correlazione è diminuita in modo significativo (r = 0,687). Questa scoperta suggerisce che includere la oxCCO migliora la capacità della bNIRS di cogliere cambiamenti cerebrali clinicamente rilevanti.

Sebbene questo studio pilota fosse in una piccola coorte, i risultati evidenziano il potenziale della bNIRS come strumento accessibile di monitoraggio del cervello. Poiché il sistema è portatile e può essere usato a domicilio dei partecipanti, può eventualmente supportare test più ampi e più frequenti, aiutando i medici a monitorare la progressione della malattia o valutare le risposte al trattamento.

"Il nostro lavoro è il primo a misurare in modo non invasivo la oxCCO durante le attività funzionali nelle persone con demenza, usando un sistema portatile", scrivono gli autori. "Con ulteriore sviluppo, la bNIRS potrebbe diventare parte del kit di strumenti diagnostici per la demenza, offrendo ai metodi di scansione esistenti un complemento a basso costo, non invasivo e adatto ai pazienti".