Le scansioni cerebrali possono monitorare i disturbi psicologici dell'infanzia

I medici sono incoraggiati a guardare i dati della scansione cerebrale in un modo nuovo. Secondo uno studio della Washington University School of Medicine di St. Louis, i medici dovrebbero essere in grado di analizzare lo sviluppo del cervello di un bambino e anche tenere traccia di eventuali disturbi psicologici o dello sviluppo dopo una tipica scansione di cinque minuti.

"I pediatri tracciano regolarmente dove si trovano i loro pazienti in termini di altezza, peso e altre misure, e poi li abbinano a curve standardizzate che tracciano i percorsi di sviluppo tipici", afferma l'autore senior Bradley Schlaggar, MD, PhD, neurologo pediatrico dell'Università di Washington e il A. Ernest e Jane G. Stein Professore Associato di Neurologia.

"Quando il paziente devia troppo fortemente dagli intervalli standardizzati o passa improvvisamente da un percorso evolutivo all'altro, il medico sa che è necessario iniziare a chiedersi il motivo."

Schlaggar ei suoi colleghi propongono un nuovo modo di guardare i dati di scansione del cervello che va oltre l'osservazione del cervello solo da un punto di vista strutturale. Ciò sarebbe particolarmente utile nel monitoraggio e nel trattamento di pazienti con disturbi psichiatrici e dello sviluppo.

Secondo Schlaggar, ha inviato bambini con evidenti e profonde condizioni psichiatriche per scansioni MRI e ha ricevuto risultati contrassegnati come "nessuna anomalia notata".

"Di solito si tratta di guardare i dati da un punto di vista strutturale, cosa c'è di diverso nelle forme delle varie regioni del cervello", aggiunge. "Ma la risonanza magnetica offre anche modi per analizzare come le diverse parti del cervello lavorano insieme funzionalmente".

Confrontando i dati funzionali con modelli standardizzati di come si sviluppa tipicamente la funzione o la malattia del cervello, afferma Schlaggar, diventa disponibile una varietà di nuove intuizioni cliniche.

Schlaggar e i suoi colleghi utilizzano un approccio alla scansione cerebrale chiamato `` connettività funzionale dello stato di riposo ''. Mentre un paziente riposa nello scanner, gli scienziati analizzano gli aumenti e le diminuzioni del flusso sanguigno alle varie regioni del cervello e quindi determinano se e come queste regioni lavorano insieme in reti cerebrali.

In uno studio pubblicato lo scorso anno, gli scienziati della Washington University hanno dimostrato come queste reti cerebrali cambiano con la maturazione del cervello. In sintesi, hanno scoperto che l'intero sistema cerebrale si converte da reti fitte nel cervello del bambino a reti in grado di connettere regioni distanti, l'organizzazione tipica di un cervello adulto.

Per il nuovo studio, l'autore principale Nico Dosenbach, MD, PhD, un residente di neurologia pediatrica presso il St.Louis Children's Hospital, ha preso questa e altre distinzioni che segnano il passaggio dal cervello del bambino al cervello adulto e le ha adattate per l'uso in una tecnica di analisi matematica chiamata macchina vettoriale di supporto.

"È un modo che i matematici hanno sviluppato per prevedere qualcosa con elevata specificità e sensibilità quando si dispone di enormi quantità di dati invece di una misurazione davvero valida", spiega Dosenbach.

"Ognuna di queste misurazioni non ti dice molto, ma se le metti insieme e usi la matematica giusta per vagliarle e ristrutturarle, puoi ottenere buoni risultati predittivi."

Dosenbach ha utilizzato i dati di scansioni MRI di cinque minuti di 238 soggetti normali di età compresa tra 7 e 30 anni.La macchina vettore di supporto ha analizzato circa 13.000 connessioni cerebrali funzionali e ha selezionato le migliori 200 per creare un unico indice di maturità di ogni soggetto. Queste informazioni hanno permesso ai ricercatori di prevedere se i soggetti erano bambini o adulti e quindi formare una linea curva che traccia il percorso del normale sviluppo funzionale del cervello.

Il piano è che i pazienti con anomalie cerebrali appariranno non sincronizzati con questa normale curva di sviluppo.

"La bellezza di questo approccio è che ti consente di chiedere cosa c'è di diverso nel modo in cui i bambini con autismo, ad esempio, sono fuori dalla normale curva di sviluppo rispetto al modo in cui i bambini con disturbo da deficit di attenzione sono fuori da quella curva", ha detto Schlaggar.

Suggerisce che le scansioni cerebrali funzionali siano condotte su bambini a rischio ma non ancora affetti da un disturbo dello sviluppo.

"Quando una frazione di loro in seguito sviluppa quel disturbo, puoi tornare indietro e costruire un'analisi come questa che aiuterà a prevedere le caratteristiche del prossimo bambino a più alto rischio di sviluppare il disturbo", dice.

"Questo è molto potente sia clinicamente che dal punto di vista della comprensione delle cause di questi disturbi."

Questo approccio potrebbe consentire il trattamento prima della comparsa dei sintomi, dice Schlaggar, e dovrebbe aiutare i medici a monitorare più rapidamente e da vicino i risultati degli studi clinici di nuove terapie.

"Le scansioni MRI sono costose, quindi questo potrebbe non essere quello che usiamo per tutti in questo momento", dice Dosenbach. "Ma molti bambini con questi tipi di disturbi ricevono già scansioni MRI strutturali regolari e altri cinque minuti nello scanner non aggiungeranno molto al costo".

Lo studio è presentato questa settimana in Scienza.

Washington University di St. Louis