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H2020

NPAD — Risultato in breve

Project ID: 707730
Finanziato nell'ambito di: H2020-EU.1.3.2.
Paese: Spagna
Dominio: Salute

Il neuroimaging funzionale rivela alterazioni precliniche nella funzione cerebrale

La malattia di Alzheimer (AD) provoca una progressiva neurodegenerazione. Il progetto NPAD finanziato dall’UE ha sviluppato una procedura di imaging in 3D in tempo reale basata sulla realtà virtuale per stabilire una metrica standard di attività cerebrale nei soggetti a rischio di sviluppare l’AD.
Il neuroimaging funzionale rivela alterazioni precliniche nella funzione cerebrale
L’AD costituisce una delle maggiori sfide sanitarie del nostro tempo. Attualmente, in Europa, le persone colpite da demenza sono più di 10 milioni ed entro il 2030 il numero di nuovi casi supererà i 13 milioni. La necessità di assistenza continua e protratta negli anni ai pazienti colpiti dalla patologia costituisce una sfida alla sostenibilità dell’infrastruttura sanitaria globale. Quando si manifestano sintomi quali deterioramento della memoria e atrofia cerebrale, la malattia è già in fase troppo avanzata. I casi futuri sono già quasi tutti nella fase silente di AD, che può protrarsi fino a 20 anni.

Gli attuali metodi di rilevamento della malattia, quali la tomografia a emissione di positroni (PET), sono invasivi e pertanto non adatti allo screening della maggior parte della popolazione anziana. Pertanto, il progetto NPAD ha sviluppato una tecnologia di neurofeedback per la prevenzione dell’AD

e un paradigma non invasivo per imparare ad autoregolare l’attività cerebrale. I ricercatori hanno utilizzato la risonanza magnetica funzionale (RMF) e sviluppato un software di elaborazione in tempo reale e di realtà virtuale (VR), per quantificare le prestazioni di neurofeedback in maniera standardizzata. L’obiettivo era ottenere un endofenotipo delle prestazioni di neurofeedback (NPEP).

La misurazione della funzione cerebrale nell’AD

L’NPEP è stato ottenuto da 63 soggetti a rischio di AD, attraverso la profilazione medica basata su informazioni derivate da neuroimaging multimodali, dati cognitivi, genetici e di biomarcatori. Questi sono stati valutati diagnosticamente mediante l’applicazione di avanzate teorie dei grafi e metodi di modellizzazione statistica.

«Abbiamo utilizzato una sessione di RMF da 30 minuti in tempo reale, durante la quale i soggetti hanno ricevuto neurofeedback continuo all’interno di un ambiente di realtà virtuale. Lo scopo era quello di ridurre l’attività nell’ippocampo, un’area cerebrale di importanza essenziale», spiega il dott. Stavros Skouras, ricercatore principale di NPAD e borsista Marie Skłodowska-Curie.

«Abbiamo dovuto sviluppare internamente un apposito software per supplire alla mancanza di soluzioni disponibili nell’immediato, compatibili con le ultime tecnologie di RM, per ottenere i dati cerebrali in tempo reale e condurre il progetto», spiega il dott. Skouras. Il paradigma progettato ha consentito l’estrazione di una metrica accurata associata alla predisposizione genetica all’AD, ai processi di sviluppo neurologico e ai sintomi della malattia, quali il genotipo della apolipoproteina E4, la connettività strutturale dell’ippocampo e l’indebolimento della memoria, rispettivamente.

Un metodo economico e non invasivo di preselezione per l’AD

I risultati del progetto NPAD indicano schemi particolari di alterazioni nella funzione cerebrale, per il rilevamento della fase preclinica e per il monitoraggio del progresso clinico e dell’efficacia terapeutica nell’AD. «Questi parametri possono essere utilizzati come nuovi indicatori di funzione mnemonica e sono imparziali per quanto riguarda le limitazioni dei questionari psicometrici di autosegnalazione. I parametri possono inoltre aiutare a distinguere, in termini di alterazioni nella funzione cerebrale, tra malattia di Alzheimer e invecchiamento sano», afferma il dott. Skouras.

I metodi sviluppati hanno potenzialità di utilizzo nello screening per prognosi scalabile e in applicazioni traslazionali. Ad esempio, la procedura sviluppata può essere utilizzata per la preselezione dei partecipanti in sperimentazioni cliniche, portando a notevoli riduzioni dei costi. La procedura offre inoltre un metodo standardizzato per quantificare e monitorare l’efficacia terapeutica degli interventi clinici.

Il progetto NPAD ha aperto nuovi orizzonti per applicazioni di medicina personalizzata, che consentiranno in futuro applicazioni commerciali volte all’autoformazione e al rafforzamento di riserve neurali e resilienza all’AD. «Un importante merito del nostro approccio è il fatto che mira a trasformare un esame medico in un videogioco divertente e non invasivo, controllato dalla mente. In questo senso, miriamo a creare in futuro applicazioni cliniche che siano non solo sicure ma anche piacevoli per il paziente. Tuttavia, prima che un servizio di questo tipo diventi realtà, servono più ricerca e sviluppo», conclude il dott. Skouras.

Keywords

NPAD, memoria, malattia di Alzheimer (AD), neurofeedback, neuroimaging, cognizione, neurofeedback performance endophenotype (NPEP), risonanza magnetica funzionale (RMF)