Ricerche

Una nuova tecnica di scansione cerebrale permette alle persone di «guardare» la propria attività cerebrale in tempo reale e controllare o regolare la funzione in aree pre-determinate del cervello.

Lo studio del Montreal Neurological Institute and Hospital - The Neuro, della McGill University e del McGill University Health Center, pubblicato in NeuroImage, è il primo a dimostrare che la magnetoencefalografia (MEG) può essere usata come potenziale strumento terapeutico per il controllo e la formazione specifica di regioni cerebrali mirate.

Questa tecnologia avanzata di brain-imaging ha importanti applicazioni cliniche per numerose condizioni neurologiche e neuropsichiatriche. La MEG è una tecnologia di imaging non invasiva che misura i campi magnetici generati dai circuiti di cellule nervose nel cervello. La MEG coglie questi campi magnetici molto piccoli con notevole precisione e con una risoluzione temporale senza rivali: una scala temporale di millisecondi nell'intero cervello.

"Questo significa che è possibile osservare la propria attività cerebrale mentre avviene", dice il Dott. Sylvain Baillet, direttore dell'Imaging Brain Center della The Neuro e ricercatore principale dello studio. "Possiamo usare la MEG per il «neurofeedback» - un processo attraverso il quale le persone possono vedere in continuo le informazioni fisiologiche che di solito non si conoscono (in questo caso la propria attività cerebrale), e usare tali informazioni per allenarsi ad autoregolarsi. La speranza e scopo ultimi sono consentire ai pazienti di allenare specifiche aree del loro cervello, in un modo correlato alla loro particolare condizione. Per esempio il neurofeedback può essere usato da persone con epilessia per allenarsi a modificare l'attività cerebrale in modo da evitare un attacco".

In questo studio prova-di-principio, i partecipanti sono stati sottoposti a 9 sessioni di MEG e hanno usato il neurofeedback per raggiungere un obiettivo specifico: guardare un disco colorato su uno schermo e trovare la propria strategia per cambiare il colore del disco dal rosso scuro al giallo chiaro luminoso, e mantenere quel colore brillante più a lungo possibile. Il disco-colore è stato indicizzato su un aspetto molto specifico della loro attività cerebrale in corso: è stato impostato dai ricercatori in modo che l'esperimento potesse accedere a regioni predefinite della corteccia motoria nel cervello dei partecipanti. Il colore presentato cambiava secondo una combinazione predefinita dell'attività cerebrale lenta e veloce in queste regioni. Questo è stato possibile perché i ricercatori hanno combinato la MEG con la risonanza magnetica, che fornisce informazioni sulle strutture del cervello, nota come «imaging della fonte magnetica» (MSI).

"La cosa straordinaria è che con ogni sessione di allenamento, i partecipanti sono riusciti a raggiungere l'obiettivo puntato più velocemente, anche se noi alzavamo l'asticella dell'obiettivo in ogni sessione, proprio come si alza l'asta ogni volta in una gara di salto in alto. Questi risultati dimostrano che i partecipanti sono riusciti ad usare il neurofeedback per modificare il loro modello di attività cerebrale in base ad un obiettivo predefinito in specifiche aree della corteccia motoria del cervello, senza muovere una qualsiasi parte del corpo. Ciò dimostra che la fonte di scansione MEG può fornire neurofeedback di aree specifiche del cervello in tempo reale e che con questa tecnica è possibile la formazione con neurofeedback longitudinale".

Questi risultati aprono la strada alla MEG come approccio terapeutico innovativo per il trattamento dei pazienti. Fino ad oggi il lavoro con pazienti affetti da epilessia si è dimostrato il più promettente, ma la MEG ha un grande potenziale per essere usata in altre sindromi neurologiche e disturbi neuropsichiatrici (per esempio ictus, demenza, disturbi del movimento, depressione cronica, ecc.). La MEG ha il potenziale di rivelare le dinamiche dell'attività cerebrale coinvolta nella percezione, cognizione e comportamento: fornisce una visione unica sulle funzioni (linguistiche, controllo motorio, percezione visiva e uditiva, ecc.) e delle disfunzioni (disturbi del movimento, tinnito, dolore cronico, demenza, ecc.) cerebrali.

Il Dr. Baillet e il suo team stanno collaborando attualmente con il Prof. Isabelle Peretz all'Université de Montréal per usare questa tecnica con persone che hanno l'amusia, un disturbo che le rende incapaci di elaborare toni musicali. Si ipotizza che l'amusia derivi dalla scarsa connettività tra la corteccia prefrontale e le regioni uditive del cervello.

In uno studio continuo, il gruppo sta misurando l'intensità della connettività funzionale tra queste regioni del cervello in pazienti amusici e nei controlli sani coetanei. Con il neurofeedback della MEG sperano di approfittare della plasticità del cervello per rinforzare la connettività funzionale tra le regioni del cervello puntate. Se l'approccio dimostrerà un miglioramento dei partecipanti nella discriminazione dei toni, esso dimostrerà la validità clinica e riabilitativa di questo approccio. Le misurazioni al basale sono già state effettuate, e gli allenamenti si svolgeranno nel corso di quest'anno.

Questo lavoro è stato finanziato dalla The Neuro, dal Killam Trusts, dal Fonds de Recherche du Québec - Sante, dal Natural Science and Engineering Research Council of Canada, dai National Institutes of Health, da Deutsche Forschungsgemeinschaft (Germania), dall'Agence Nationale pour la Recherche (Francia), e dal Center for Research on Brain, Language and Music (Canada).

Fonte: McGill University.

Riferimenti:  Esther Florin, Elizabeth Bock, Sylvain Baillet. Targeted reinforcement of neural oscillatory activity with real-time neuroimaging feedback. NeuroImage, 2013; DOI: 10.1016/j.neuroimage.2013.10.028

Pubblicato in mcgill.ca (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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