Stimolazione transcranica a corrente continua nel disturbo dello spettro autistico

Il disturbo dello spettro autistico (ASD) è un disturbo del neurosviluppo permanente caratterizzato da disturbi della comunicazione, scarse abilità sociali e comportamento aberrante. L'ASD spesso causa un notevole stress emotivo e finanziario ai pazienti, alle loro famiglie e alla comunità. La prevalenza di ASD è alta, con statistiche recenti riportate in uno su 68. Finora, non esiste una cura per l'ASD e il disturbo rimane una condizione altamente invalidante nonostante le opzioni terapeutiche esistenti. Pertanto, sono urgentemente necessari nuovi approcci terapeutici più efficaci. Negli ultimi 10 anni, la stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS), una tecnica di stimolazione cerebrale, è stata intensamente studiata per quanto riguarda i suoi meccanismi fisiologici di azione che supportano empiricamente la sua applicazione in ambito clinico.

Deficit cognitivi e sociali nell'ASD. Gli individui con ASD spesso appaiono rigidi e inflessibili, mostrano una forte predilezione per comportamenti ripetitivi e rituali elaborati. Una delle ragioni del comportamento aberrante nell'ASD può essere attribuita alla loro scarsa velocità di elaborazione e ai conseguenti deficit cognitivi. La bassa velocità di elaborazione si riferisce a una ridotta capacità della funzione esecutiva di richiamare e formulare automaticamente pensieri e azioni, con il risultato che gli individui autistici con una bassa velocità di elaborazione avrebbero grandi difficoltà ad apprendere o percepire le relazioni attraverso molteplici esperienze. Di conseguenza, questi individui compensano la ridotta capacità di integrare le informazioni dall'ambiente memorizzando dettagli visivi o regole individuali di ogni situazione. Questo spiega perché gli individui con il disturbo tendono a seguire la routine in dettagli precisi e mostrano grande angoscia con banali cambiamenti nell'ambiente.

La connettività funzionale disordinata è alla base della disfunzione cognitiva nell'ASD: il problema della connettività neurale è stato ampiamente riportato in individui con ASD. Ad esempio, l'imaging del tensore di diffusione (DTI) e gli studi elettrofisiologici hanno riportato una ridotta integrità della mielina nella corteccia prefrontale ventromediale e nelle giunzioni temporoparietali. Allo stesso modo, gli studi di imaging funzionale hanno riscontrato una ridotta sincronizzazione tra le aree cerebrali attivate nei test della memoria di lavoro, della funzione esecutiva e delle interpretazioni del significato affettivo delle azioni negli individui con ASD.

Inibizione corticale ed eccitabilità (rapporto E/I) nell'ASD: la significativa variabilità nella presentazione dei sintomi nell'ASD può ora essere intesa come una manifestazione di un disturbo dei sistemi neurali, con anomalie riscontrate nell'interazione tra diverse aree cerebrali attribuibili a qualche disturbo della connettività cerebrale . Correlata al problema di connettività sottostante nell'ASD è la disregolazione dell'eccitabilità corticale. Un principio emergente è che i deficit cognitivi nell'autismo sono causati da un livello eccessivamente alto di eccitazione all'interno dei circuiti neurali che mediano le diverse funzioni cognitive nell'ASD. Il ruolo suggerito dell'aumento del rapporto tra eccitazione cellulare corticale e inibizione (equilibrio E/I) nella fisiopatologia dell'ASD è supportato da recenti studi che hanno dimostrato che una riduzione della segnalazione GABAergica è una caratteristica comune nel cervello degli individui autistici, con potenziamento della segnalazione glutamatergica eccitatoria come meccanismo sottostante. Questi risultati sono coerenti con gli studi sulla connettività neurale che suggeriscono che lo squilibrio E/I cellulare corticale o l'ipereccitabilità potrebbero interrompere la normale differenziazione progressiva e l'elaborazione della connettività funzionale nel cervello in via di sviluppo.

Effetti della stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS) sulla modulazione dell'equilibrio eccitazione/inibizione corticale: tDCS è un metodo di neuromodulazione non invasivo che influenza il livello di attività corticale, applicando basse correnti continue al cuoio capelluto attraverso elettrodi anodici e catodici. Studi di spettroscopia di risonanza magnetica (MRS) hanno riportato che la tDCS anodica aumenta l'eccitabilità corticale riducendo le concentrazioni locali del neurotrasmettitore inibitorio acido gamma-aminobutirrico (GABA), mentre la tDCS catodica diminuisce l'eccitabilità corticale riducendo i livelli di glutammato eccitatorio. Poiché la tDCS catodica può ridurre l'eccitabilità corticale causata dall'iperpolarizzazione neuronale, è ragionevole presumere che la stimolazione catodica possa essere utile nell'ASD diminuendo l'eccitabilità corticale negli individui affetti dal disturbo.

Effetto terapeutico della tDCS sul miglioramento della funzione cognitiva: nell'ultimo decennio, c'è stato un crescente interesse nello studio dell'effetto della tDCS nell'alterare varie funzioni del sistema nervoso centrale, tra cui il controllo motorio, l'attenzione, la memoria, il linguaggio e le emozioni, e nel modulare livello di attività cerebrale e connettività funzionale nella popolazione sana e paziente. Ad oggi, più di 100 studi tDCS hanno mostrato risultati promettenti e riportato effetti positivi istantanei indotti da tDCS sulle funzioni cognitive, senza alcun problema di sicurezza o effetto collaterale negativo. Inoltre, gli effetti postumi sinaptici sono stati indotti con una durata tDCS sufficiente. È stato dimostrato che una singola sessione di tDCS per 10-13 minuti potrebbe indurre un'ora di postumi e 10 sessioni ripetute di tDCS abbinate a compiti terapeutici nei bambini con ictus perinatale sono state associate a cambiamenti nei biomarcatori spettroscopici 1 settimana dopo stimolazione e miglioramento clinico sostenuto a una visita di follow-up di 2 mesi. È interessante notare che sono stati riportati miglioramenti comportamentali/cognitivi più significativi quando la tDCS è stata abbinata a un compito terapeutico rispetto alla sola ricezione della tDCS. Questi risultati sono coerenti con l'idea che l'esecuzione di compiti terapeutici durante la tDCS possa dirigere l'effetto di stimolazione sui circuiti neurali coinvolti. In cui, l'accoppiamento di tDCS con compito terapeutico può migliorare l'apprendimento inducendo cambiamenti di potenziamento a lungo termine nelle regioni cerebrali sottostanti e modula l'attività cerebrale associata al compito. Questo a sua volta può portare a una maggiore modifica sinaptica e a migliori prestazioni delle attività. Tra i vari protocolli tDCS, la stimolazione sulla corteccia prefrontale dorsolaterale (DLPFC) è uno dei montaggi ampiamente applicati. È stato dimostrato che la tDCS rispetto alla DLPFC migliora le funzioni cognitive come la memoria di lavoro, il controllo inibitorio, lo stato emotivo e l'elaborazione nei pazienti neuropsichiatrici.

Sebbene questi risultati preliminari nei pazienti neuropsichiatrici siano incoraggianti, gli studi empirici sull'applicazione della tDCS su individui con ASD sono limitati. La ricerca che è stata eseguita, tuttavia, è incoraggiante. Ad esempio, uno studio di un caso clinico di un paziente autistico che ha ricevuto 10 sessioni giornaliere consecutive di 20 minuti di tDCS catodica da 1,5 mA sulla DLPFC sinistra, ha mostrato un miglioramento significativo persistente nei suoi sintomi comportamentali altamente disabilitanti a una visita di follow-up di 3 mesi. Inoltre, è stato dimostrato che la tDCS sulla DLPFC sinistra modula il controllo inibitorio degli scoppi comportamentali e l'acquisizione del linguaggio nei bambini con ASD minimamente verbali. Dati i risultati promettenti del trattamento della stimolazione cerebrale dei disturbi neuropsichiatrici resistenti, il presente studio mira quindi a esplorare l'effetto ripetitivo della tDCS sul miglioramento delle funzioni cognitive, con particolare interesse nel migliorare la connettività funzionale, negli adolescenti con ASD.