Studio CPT-fMRI per PTSD

Il disturbo da stress post-traumatico (PTSD) si sviluppa quando una costellazione di sintomi persiste in seguito all'esposizione a eventi traumatici come morte effettiva o minacciata, lesioni gravi e violazione sessuale, portando a significative interferenze con il funzionamento lavorativo e sociale. I dati epidemiologici indicano che il tasso di PTSD a vita in Canada è di circa il 9,2%, con un tasso di PTSD attuale (sintomi per 1 mese) stimato al 2,4%. Sebbene siano stati compiuti progressi significativi nel trattamento del disturbo da stress post-traumatico, ad esempio la terapia cognitivo-comportamentale; interventi farmacologici, una percentuale considerevole di individui non risponde al trattamento. La mancanza di biomarcatori e la scarsa comprensione della fisiopatologia ha ostacolato gli sforzi per far progredire il trattamento di questo disturbo.

La meta-analisi sugli studi di risonanza magnetica funzionale (fMRI) ha dimostrato che i pazienti con PTSD mostrano un'iperattività affidabile nelle regioni del cervello limbico, tra cui l'amigdala e l'ippocampo, mentre le regioni del cervello prefrontale associate al controllo esecutivo dall'alto verso il basso, mostrano una ridotta attività. Questi risultati erano in linea con i modelli neurocircuitari tradizionali che proponevano che i deficit di attenzione o consapevolezza correlati al disturbo da stress post-traumatico, inclusa l'incapacità di sopprimere l'attenzione agli stimoli correlati al trauma, sono mediati dal ridotto reclutamento della corteccia prefrontale mediale (PFC) mentre il trauma vivido e intrusivo i ricordi sono mediati da un'attività esagerata dell'amigdala. Mentre il tradizionale modello di neurocircuito proponeva più di una relazione unidirezionale (cioè, la perdita del controllo prefrontale dall'alto verso il basso si traduce in un'attività esagerata dell'amigdala), ricerche successive hanno suggerito che la disfunzione nella PFC e nelle aree cerebrali limbiche potrebbe derivare da alterazioni bidirezionali nella connettività funzionale. Un corpo di studi sempre più emergente ha rivelato che i sintomi del disturbo da stress post-traumatico possono derivare da un'interruzione nell'interazione tra reti neurocognitive su larga scala.

I recenti progressi nella metodologia fMRI hanno consentito una valutazione più completa delle interazioni di rete nel PTSD. Le tecniche di analisi di rete recentemente sviluppate hanno spostato l'attenzione verso una prospettiva che vede il cervello come un sistema di rete e hanno suggerito che la disconnessione o l'iperconnessione tra le regioni del cervello è più rilevante per l'espressione dei sintomi clinici rispetto alla stessa disfunzione regionale. Connettività frontale relativamente inferiore e iperconnettività dei circuiti limbico-amigdala sono state trovate nel disturbo da stress post-traumatico. Tuttavia, a causa della natura instabile delle tecniche di analisi delle immagini cerebrali convenzionali, generalmente mancano studi di replicazione e la variabilità test-retest è troppo elevata per essere qualificata come "biomarcatore" da utilizzare in ambito clinico. Nel presente studio, i ricercatori hanno proposto di utilizzare un nuovo metodo in grado di identificare una topografia affidabile della rete cerebrale e quantificare il grado di anormalità che ha un grande potenziale per essere utilizzato come biomarcatore per il disturbo da stress post-traumatico.

In uno studio preliminare, i ricercatori hanno analizzato i dati fMRI dello stato di riposo di 11 soggetti PTSD e 11 soggetti sottoposti a controllo esposto al trauma (TEC) utilizzando un nuovo approccio che combina la teoria dei grafi e la modellazione del sottoprofilo in scala (SSM), che identifica la centralità dell'autovettore e il suo gruppo- modello topografico discriminante, rispettivamente. La centralità dell'autovettore rappresenta il modo in cui un nodo è vicino ad altri nodi importanti rispetto al flusso di informazioni. Il modello risultante era caratterizzato da una maggiore centralità degli autovettori nelle regioni orbitofrontali, amigdala sinistra, cingolo anteriore sinistro, frontale medio destro e cortecce angolare destra (Ko & Patel, in preparazione). Inoltre, il grado di espressione del pattern era significativamente più alto nei pazienti con PTSD rispetto a TEC (t(20)=2.165, p=0,043) e questa espressione del pattern è stata correlata con le prestazioni della memoria per informazioni negative rispetto a quelle positive solo nel gruppo PTSD (r=0,641, p=0,034). Poiché l'SSM si concentra in genere sui componenti principali con una varianza > 10%, ha storicamente dimostrato un'elevata replicabilità che conferisce al metodo proposto un biomarcatore potenzialmente più utile.

Nel progetto proposto, i ricercatori recluteranno 40 pazienti con PTSD, 20 pazienti con esposizione al trauma ma senza PTSD (TEC; 1° gruppo di controllo) e 20 soggetti sani normali (HC; 2° gruppo di controllo). Tutti i partecipanti saranno sottoposti a una valutazione completa (inclusa una valutazione psicodiagnostica e neuropsicologica) seguita da fMRI in stato di riposo. I gruppi PTSD e TEC verranno quindi sottoposti a nuova scansione con fMRI a riposo dopo aver subito 12 sessioni di terapia di elaborazione cognitiva (CPT; 1 sessione / settimana). Il gruppo HC verrà sottoposto a nuova scansione 12 settimane dopo, ma non verrà introdotto alcun intervento. Gli investigatori si aspettano che gli investigatori saranno in grado di replicare la scoperta preliminare sopra descritta (cioè, identificare una configurazione di rete correlata a PTSD che non è presente nei gruppi di controllo) e dimostrare che i cambiamenti all'interno dell'espressione del pattern di rete correlata a PTSD saranno correlati con miglioramento clinico dopo CPT. I risultati di neuroimaging previsti dovrebbero rivelare un biomarcatore neurobiologico affidabile associato al trattamento (cioè la riduzione dei sintomi) del disturbo da stress post-traumatico. L'uso di biomarcatori oggettivi basati sul neuroimaging andrà a vantaggio di medici, pazienti e operatori sanitari, migliorando in modo significativo la capacità di stabilire una connessione tra i cambiamenti correlati al cervello e un miglioramento dei sintomi clinici.