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Rilevamento di lesioni cerebrali sottili
I ricercatori hanno dimostrato che tre nuove tecniche di imaging possono rilevare lievi danni cerebrali non visibili con i metodi tradizionali. I risultati aiuteranno gli scienziati a definire meglio il tipo di danno che può portare a problemi emotivi e di memoria di lunga durata, nonché a identificare coloro che sono più vulnerabili a ulteriori traumi.
Ferite nascoste: Gli scienziati hanno utilizzato una versione della risonanza magnetica nota come imaging spettroscopico a risonanza magnetica per misurare i livelli di due sostanze chimiche, NAA e colina, nel cervello di pazienti con lesioni cerebrali e controlli sani. Nelle immagini sopra, più rosso è il colore, maggiore è il rapporto tra colina e NAA. I pazienti con lesioni cerebrali (tre file in basso) hanno un rapporto più alto rispetto alle persone sane (riga in alto).
Tali strumenti sono di grande interesse per i militari, che hanno bisogno di modi per distinguere le lesioni cerebrali traumatiche dal disturbo da stress post-traumatico. Entrambi sono comuni nei veterani di ritorno dall'Iraq e dall'Afghanistan e hanno sintomi simili, ma richiedono diversi tipi di trattamento. I nuovi metodi di imaging possono anche far luce sull'effetto di ripetuti traumi cerebrali lievi, come la commozione cerebrale, per i quali soldati e atleti professionisti sono a rischio. Rapporti aneddotici su ex calciatori che hanno sviluppato una demenza precoce, così come la preoccupazione per migliaia di soldati militari esposti a ripetute esplosioni, hanno reso le conseguenze a lungo termine di questi tipi di lesioni una questione importante e controversa.
In questo momento, un allenatore di calcio non ha modo di sapere chi può tornare in campo e chi no, un ufficiale militare non sa chi dovrebbe essere rimosso dal campo di battaglia, un avvocato non sa chi ha un vero infortunio e chi sta fingendo, dice David Brody , neurologo e scienziato della Washington University, a St. Louis.
La lesione cerebrale traumatica lieve è notoriamente difficile da diagnosticare. Il cervello dei pazienti con commozione cerebrale spesso sembra normale alle scansioni TC, il test più comune dopo un trauma cranico e i deficit cognitivi possono essere sottili, anche per un neurologo, afferma Michael Selzer , neuroscienziato dell'Università della Pennsylvania. Fortunatamente, la maggior parte delle persone con commozioni cerebrali guarisce entro giorni o settimane. Ma circa il 10-15% ha problemi persistenti, tra cui mal di testa, nausea, deficit di memoria e anomalie emotive che possono persistere per mesi o anni.
Gli scienziati ipotizzano che un lieve trauma cranico danneggi la sostanza bianca del cervello, le lunghe proiezioni, chiamate assoni, che trasportano i messaggi tra i neuroni. La sostanza bianca è invisibile alle scansioni TC e alla risonanza magnetica (MRI). Una delle tecniche più promettenti per rilevare lesioni cerebrali sottili, chiamata imaging del tensore di diffusione (DTI), è una variazione della risonanza magnetica che tiene traccia delle molecole d'acqua nella sostanza bianca del cervello. Nella ricerca presentata questa settimana alla conferenza della Society for Neurosciences a Washington, DC, Brody e i suoi colleghi hanno scoperto che l'analisi DTI di pazienti con lesioni cerebrali ha rivelato segni di danni alla sostanza bianca non visibili con la normale risonanza magnetica. Il danno sembrava correlato ai deficit cognitivi, incluso il rallentamento del tempo di reazione.
Una seconda variante della risonanza magnetica, nota come imaging spettroscopico a risonanza magnetica (MRSI), può analizzare le frequenze spettrali delle sostanze chimiche nel corpo. Andrew Maudsley e i suoi colleghi dell'Università di Miami hanno utilizzato i nuovi progressi nella tecnologia MRI, compresi i magneti ad alta potenza, per sviluppare metodi MRSI in grado di misurare le concentrazioni di due sostanze chimiche nel cervello: n-acetilaspartato (NAA), un marcatore di sostanza bianca densità e colina, che è stata collegata a lesioni. I precedenti metodi MRSI fornivano informazioni solo su specifiche regioni del cervello, ma la nuova tecnica può misurare le concentrazioni chimiche in tutto il cervello. I ricercatori hanno riscontrato diminuzioni di NAA, probabilmente dovute ad assoni danneggiati, e aumenti di colina in un gruppo di 25 pazienti con lesioni cerebrali traumatiche. Vediamo cambiamenti metabolici diffusi, anche in quelli con le lesioni più lievi, afferma Maudsley, che ha presentato il lavoro alla conferenza.
Un terzo studio presentato alla conferenza ha scoperto che i cambiamenti nell'attività delle onde lente, che in precedenza erano stati collegati a lesioni cerebrali traumatiche, sono probabilmente causati da danni alla sostanza bianca. Mingxiong Huang e i suoi colleghi hanno utilizzato la magnetoencefalografia (MEG), che misura i campi magnetici prodotti dall'attività elettrica delle cellule nervose, per individuare la fonte dell'attività cerebrale anormale, e hanno scoperto che spesso si sovrapponeva alla posizione del danno rilevato utilizzando il DTI.
Sebbene la ricerca sia promettente, è probabile che trasferire queste nuove tecnologie all'uso clinico rappresenti una sfida. La barra per la diagnosi clinica dei singoli pazienti è diversa da quella per la misurazione di un effetto di gruppo, afferma David Moore, neurologo del Walter Reed Army Medical Center. I medici dovrebbero essere in grado di rilevare i cambiamenti cerebrali caratteristici della lesione a livello individuale.
Sia DTI che MRSI possono essere eseguiti utilizzando la maggior parte delle macchine per risonanza magnetica standard, ma richiedono un'analisi dei dati molto più ampia rispetto alla maggior parte delle immagini mediche, cosa che i radiologi non sono abituati a fornire. È computazionalmente e analiticamente intensivo, dice Brody. Il MEG, che viene utilizzato per individuare le crisi nei pazienti con epilessia, è ancora più complicato e le macchine sono ancora piuttosto rare nei centri clinici.
Inoltre, non è ancora chiaro quanto tempo dopo l'infortunio questi approcci possano identificare i pazienti che potrebbero soffrire di problemi a lungo termine. Sebbene non esistano ancora trattamenti protettivi per le lesioni cerebrali, sono in fase di sviluppo e dovrebbero essere consegnati immediatamente.