Anche quando non sono in corso crisi epilettiche, il cervello di un paziente con epilessia presenta alcune alterazioni. Lo studio dell’IRCCS Medea, dell’Institut de Neurosciences des Systèmes di Marsiglia e dell’Università di Padova apre la strada ad una diagnosi meno invasiva.
La diagnosi dell’epilessia può essere problematica per i pazienti, che a volte devono indossare caschi ed elettrodi per periodi di tempo prolungati in attesa che si verifichi un episodio critico, in modo che i medici possano documentarlo con l’EEG. In alternativa, la crisi può essere indotta artificialmente, causando disagio.
Una nuova ricerca dello Human Brain Project, progetto europeo che sta per terminare dopo 10 anni di lavori, ha scoperto che nel cervello dei pazienti affetti da epilessia è possibile rilevare cambiamenti nelle attivazioni neuronali su larga scala in stato di riposo, anche quando non sono in corso crisi epilettiche, e apre quindi la strada ad una diagnosi meno invasiva.
Il lavoro nasce da una collaborazione tra l’IRCCS Medea – La Nostra Famiglia (Conegliano), l’Institut de Neurosciences des Systèmes di Marsiglia e il Dipartimento di Psicologia Generale dell’Università di Padova. Pubblicato sulla rivista Epilepsia, lo studio ha confrontato l’elettroencefalogramma (EEG) ad alta densità di 37 pazienti con epilessia del lobo temporale con controlli sani.
Mentre il cervello è a riposo, si generano costantemente onde spontanee di attivazione neuronale. La loro funzione non è del tutto chiara, ma sembra che svolgano un ruolo importante nella funzionalità del cervello. I ricercatori hanno dimostrato che anche durante lo stato di riposo è possibile rilevare un’alterazione dei modelli di propagazione delle cosiddette “valanghe neuronali” su larga scala, suggerendo una potenziale applicazione diagnostica nell’epilessia. Queste valanghe neuronali sono innescate dall’attivazione spontanea di un gruppo di neuroni che poi si diffonde in vaste aree del cervello, con un effetto a cascata.
“Questo nuovo metodo è in grado di rilevare le caratteristiche rilevanti dell’epilessia semplicemente tenendo conto dell’organizzazione funzionale basale del cervello” spiegano Gian Marco Duma e Pierpaolo Sorrentino, ricercatori rispettivamente presso IRCCS Medea e l’Institut de Neurosciences des Systèmes di Marsiglia, che hanno collaborato a questo studio. “Anche quando non si verificano crisi epilettiche, il cervello di un paziente con epilessia presenta alcune alterazioni nelle dinamiche di rete su scala cerebrale. Abbiamo quindi pensato che sarebbe stato possibile esaminare le dinamiche cerebrali aperiodiche osservando la diffusione delle valanghe neuronali spontanee”.
“Abbiamo scoperto che l’alterazione della diffusione delle valanghe neuronali nell’epilessia del lobo temporale si raggruppa intorno a quelle aree cerebrali che sono fondamentali per l’innesco e la diffusione delle crisi”, affermano Duma e Sorrentino. “Questo apre la possibilità di un nuovo metodo diagnostico preliminare, particolarmente importante per i casi difficili in cui l’EEG del cuoio capelluto non riesce a rilevare le crisi e sono necessarie ulteriori indagini “.
I risultati hanno anche rilevato un legame tra l’alterazione della diffusione della valanga neuronale e la memoria, che è spesso compromessa nei pazienti con epilessia. Il lobo temporale è specificamente associato alla memorizzazione e modelli specifici di propagazione dell’attività neuronale allo stato di riposo potrebbero essere alterati dall’epilessia alterandone il funzionamento. “Questa scoperta ci offre ulteriori prove della rilevanza neurofisiologica e neuropsicologica delle valanghe neuronali, mettendo il relazione le dinamiche neurali con il funzionamento cognitivo”, suggeriscono i ricercatori.
Gian Marco Duma, Alberto Danieli, Giovanni Mento, Valerio Vitale, Raffaella Scotto Opipari, Viktor Jirsa, Paolo Bonanni, Pierpaolo Sorrentino
Altered spreading of neuronal avalanches in temporal lobe epilepsy relates to cognitive performance: a resting-state hdEEG study, Epilepsia
https://doi.org/10.1111/epi.17551
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