Potenziali evocati somatosensoriali del vago e spettroscopia nel vicino infrarosso nella diagnosi precoce della demenza (Vogel)

Con l'aumento della durata della vita della nostra popolazione, la prevalenza delle sindromi di demenza è in aumento. La causa più frequente di demenza è il morbo di Alzheimer (AD), e tuttavia non è curabile. Pertanto, l'AD è di crescente importanza medica, sociale ed economica.

L'intenso lavoro scientifico svoltosi negli ultimi 30 anni ha identificato una serie di diversi fattori che contribuiscono alla patogenesi dell'AD. Questi processi complessi si traducono in opzioni terapeutiche specifiche che sono attualmente studiate negli studi clinici. Indipendentemente dal fattore di rischio considerato o dallo specifico intervento terapeutico, il trattamento dovrebbe essere iniziato il prima possibile nel processo preclinico eccessivo dell'AD poiché può interferire con la formazione di placche amiloidi o neurofibrille. Soprattutto gli interventi neuroprotettivi sono tanto più efficaci quanto meno i neuroni sono irreversibilmente danneggiati. Pertanto, una diagnosi precoce di AD in via di sviluppo o incipiente dovrebbe essere della massima importanza. Allo stesso modo, alla luce delle opzioni terapeutiche specifiche per l'AD, la sua diagnosi differenziale da altre forme di demenza sembra importante.

Pertanto, un metodo di esame ideale non dovrebbe solo essere facile da condurre, economico, ripetibile, non invasivo e senza disagio per i pazienti, ma dovrebbe in particolare rilevare le prime fasi della malattia e dovrebbe, se possibile, considerare lo sviluppo dell'AD -modifiche specifiche. Ovviamente, gli odierni metodi di esame di routine nella diagnosi di AD o MCI come la risonanza magnetica, l'analisi del liquido cerebrospinale o la tomografia a emissione di positroni non soddisfano tutti questi requisiti. Pertanto, in assenza di un singolo test diagnostico e rendendosi conto della necessità di combinare i biomarcatori per aumentare l'accuratezza diagnostica, c'è ancora bisogno di metodi che aggirino tutti questi svantaggi.

Poiché si prevede che i primi cambiamenti cellulari della malattia abbiano un impatto sulla funzione cerebrale molto prima che si verifichino gravi alterazioni morfologiche, questi cambiamenti dovrebbero essere studiati principalmente utilizzando l'esame funzionale che può essere condotto con metodi neurocognitivi come la valutazione neuropsicologica intensiva o con metodi di imaging cerebrale elettrofisiologico o funzionale.

Valutazione neuropsicologica Studi precedenti hanno studiato la validità predittiva di diverse misure cognitive per lo sviluppo dell'AD come l'apprendimento associativo, la fluidità verbale e la prassi costruttiva. Pertanto, la memoria verbale e non verbale, le funzioni visuo-spaziali ed esecutive e la fluidità verbale con componente esecutiva sembrano essere adatte a seguire il deterioramento della cognizione. Nei soggetti che in seguito sviluppano AD o MCI rispetto a controlli sani, è noto che sono caratteristiche le peggiori prestazioni nella memoria episodica (ritardata memoria verbale e visiva e apprendimento associativo) e nella fluidità verbale semantica. Un test neuropsicologico esteso per misurare questi processi cognitivi sembra quindi ragionevole, in particolare per valutare il vantaggio aggiuntivo di altri metodi diagnostici.

Potenziali evocati somatosensoriali del vago (VSEP) Come sappiamo oggi, l'AD ha un lungo decorso preclinico con un modello di diffusione di specifiche patologie dell'AD come i grovigli neurofibrillari in una sequenza uniforme di passaggi prevedibili. Molti di questi nuclei che sono coinvolti precocemente nell'AD come il locus caeruleus, il nucleo parabrachiale oi nuclei del rafe prendono ugualmente parte alle afferenze del X nervo cranico, il nervo vago. Il nostro laboratorio ha utilizzato un approccio basato sull'ipotesi per sviluppare un metodo per la valutazione funzionale dei nuclei correlati al vago nel tronco encefalico inferiore che ha portato alla tecnica dei potenziali evocati somatosensoriali del nervo vago (VSEP). Questo metodo ha come obiettivo l'accessibilità dei primi cambiamenti funzionali da parte dei potenziali evocati da un lato e l'affetto precoce di specifici nuclei del tronco cerebrale che comprendono le afferenze del vago nel corso dell'AD dall'altro.

Il metodo di VSEP sfrutta la stimolazione transcutanea del ramo auricolare del nervo vago (ABVN). Si presume che sia l'unica parte sensoriale di questo nervo che innerva parti dell'acustica del meato esterno al trago. È stato dimostrato che questo ramo cutaneo ha accesso alle afferenze del vago attraverso il nucleo del tratto solitario, anch'esso interessato nel corso dell'AD.

La tecnica del VSEP è invece ben caratterizzata dal punto di vista metodologico. Ci sono numerosi risultati che suggeriscono che i potenziali osservati sono generati a livello del tronco cerebrale e possono essere rilevati come potenziali di campo lontano al cuoio capelluto senza alcun effetto collaterale. I VSEP sono riproducibili e le ampiezze e le latenze rientrano nell'intervallo dei parametri corrispondenti dei potenziali evocati acustici. Esami dettagliati con imaging magnetico funzionale hanno rivelato un pattern di attivazione corticale su stimolazione ABVN paragonabile al pattern di attivazione come risposta alla stimolazione invasiva convenzionale del ramo principale del vago. In un lavoro successivo, è stato dimostrato anche il coinvolgimento dell'attivazione del tronco encefalico che potrebbe essere correlato alle proiezioni del nervo vago ascendente.

Pertanto, VSEP è stato proposto come possibile mezzo per la diagnosi precoce dell'AD e del lieve deterioramento cognitivo (MCI). Le latenze VSEP in entrambi i gruppi hanno dimostrato di essere significativamente più lunghe rispetto ai controlli sani. Nessuna differenza nei parametri VSEP è stata trovata nei pazienti con demenza vascolare e depressione maggiore.

Spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) Il NIRS misura i cambiamenti nell'ossigenazione cerebrale mediante luce nel vicino infrarosso utilizzando lunghezze d'onda di 650-850 nm. Il principio del NIRS si basa sul principio dell'accoppiamento neurovascolare affermando che l'attivazione neuronale regionale del cervello porta ad un aumento del metabolismo e dell'ossigenazione del tessuto cerebrale in quella regione che è accompagnata da un elevato flusso sanguigno cerebrale regionale. Questo a sua volta porta ad un aumento della saturazione di ossigeno con concentrazioni elevate di emoglobina ossigenata e concentrazioni ridotte di emoglobina deossigenata.

Negli ultimi anni, il NIRS funzionale (fNIRS) è stato sempre più applicato per misurare i cambiamenti nella saturazione di ossigeno delle aree corticali durante una varietà di compiti cognitivi come ad esempio il test di fluenza verbale e quindi per rilevare specifiche attivazioni corticali non solo a livello visivo e motorio sistema, ma anche in aree corticali rilevanti per compiti cognitivi come la corteccia prefrontale e parietale che rimangono stabili e sono replicabili. In AD, c'è un corpo crescente di letteratura che riporta modelli di attivazione fNIRS devianti per una varietà di compiti. Ad esempio, giovani soggetti sani hanno mostrato un pattern di attivazione distinto della corteccia prefrontale durante un test di fluenza verbale (VFT) che mostra una lateralizzazione dell'emisfero sinistro che diminuisce con l'età senza un calo delle prestazioni comportamentali. Al contrario, i soggetti con AD hanno mostrato una performance comportamentale peggiore e una diminuzione ancora più grave dell'attivazione prefrontale, nonché una lateralizzazione sinistra ridotta rispetto a un gruppo di controllo sano aggiustato per l'età. Allo stesso modo, è stato dimostrato che il modello di attivazione fNIRS nelle aree della corteccia frontale e parietale nei soggetti con AD che eseguono il paradigma di orientamento della linea è chiaramente diverso dai controlli sani.

Scopo dello studio Riassumendo, VSEP, fNIRS e valutazione neuropsicologica sono in grado di differenziare l'AD dai controlli sani. Da un punto di vista teorico, questi metodi dovrebbero anche essere adatti come mezzo per rilevare la malattia anche nelle fasi iniziali. Se sono veramente adatti come mezzi a tale scopo è da esaminare nello studio qui presentato. Pertanto abbiamo mirato a testare il valore predittivo di questi metodi nella diagnosi precoce dell'AD. Nel progetto di ricerca qui presentato, 600 soggetti esaminati al basale mediante VSEP, fNIRS ed esame neuropsicologico, somatico e di laboratorio esteso devono essere riesaminati 3 e 6 anni dopo. L'ipotesi da testare all'interno di questo studio afferma che i soggetti che sviluppano AD o MCI durante il periodo di osservazione presentano latenze VSEP più lunghe, un diverso modello di ossigenazione fNIRS e una prestazione inferiore nella valutazione neuropsicologica al di sotto del livello di demenza al basale rispetto a coloro che rimangono cognitivamente stabili.