La ricerca di biomarcatori precoci per l'Alzheimer ha compiuto un passo significativo grazie a uno studio che identifica alterazioni nell'attività elettrica neuronale come indicatori predittivi della progressione della malattia. Un gruppo di neuroscienziati della Brown University, in collaborazione con l'Università Complutense di Madrid, ha individuato specifici pattern nell'attività cerebrale in grado di anticipare di oltre due anni l'insorgenza della demenza in pazienti con decadimento cognitivo lieve. La scoperta, pubblicata sulla rivista Imaging Neuroscience, si distingue dai tradizionali approcci diagnostici perché osserva direttamente il funzionamento dei neuroni, anziché limitarsi a rilevare depositi proteici.
Lo studio ha analizzato registrazioni dell'attività cerebrale di 85 persone con diagnosi di decadimento cognitivo lieve, monitorate nel corso di diversi anni per valutare l'evoluzione delle loro condizioni. I ricercatori hanno utilizzato la magnetoencefalografia (MEG), una tecnica non invasiva che cattura i segnali elettrici prodotti dall'attività neuronale. Durante le rilevazioni, i partecipanti erano a riposo con gli occhi chiusi, una condizione che permette di osservare l'attività cerebrale spontanea senza interferenze esterne.
L'elemento innovativo risiede nell'approccio analitico adottato dal team guidato da Stephanie Jones, professoressa di neuroscienze presso il Carney Institute for Brain Science. Tradizionalmente, l'analisi dei dati MEG si basa su medie di segnali che possono mascherare dettagli cruciali sul comportamento dei singoli neuroni. Per superare questa limitazione, i ricercatori hanno sviluppato uno strumento computazionale chiamato Spectral Events Toolbox, che scompone l'attività cerebrale in eventi discreti, rivelando quando i segnali si verificano, con quale frequenza, durata e intensità. Questo metodo, citato in oltre 300 studi accademici, consente una risoluzione senza precedenti nell'osservazione delle dinamiche cerebrali.
L'attenzione si è concentrata sull'attività nella banda di frequenza beta, oscillazioni cerebrali associate ai processi di memoria e particolarmente rilevanti nella ricerca sull'Alzheimer. Confrontando i pattern di attività beta tra individui che hanno successivamente sviluppato la malattia e quelli rimasti stabili, sono emerse differenze sostanziali. Come ha spiegato Danylyna Shpakivska, prima autrice dello studio presso l'ateneo madrileno, si tratta della prima volta che gli scienziati esaminano gli eventi beta in relazione all'Alzheimer, aprendo una finestra completamente nuova sulla fisiopatologia della malattia.
La portata di questa scoperta va oltre la semplice capacità predittiva. I biomarcatori attualmente disponibili, rilevabili nel liquido spinale o nel sangue, identificano la presenza di placche di beta-amiloide e grovigli di proteina tau, accumuli caratteristici dell'Alzheimer. Tuttavia, questi indicatori periferici non mostrano direttamente come i neuroni rispondano al danno progressivo. Un biomarcatore basato sull'attività cerebrale stessa offre invece una visione diretta del funzionamento neuronale sotto stress patologico, fornendo informazioni complementari e potenzialmente più precoci sui processi degenerativi in corso.
David Zhou, ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Jones che guiderà la fase successiva del progetto, sottolinea l'importanza di questa prospettiva funzionale. La capacità di osservare le alterazioni nell'attività elettrica neuronale rappresenta un approccio radicalmente diverso rispetto alla rilevazione di biomarcatori molecolari, perché intercetta le conseguenze funzionali del danno cellulare nel momento stesso in cui si manifestano, prima che emergano sintomi clinicamente evidenti.
Le implicazioni per la pratica clinica potrebbero essere significative. Una diagnosi precoce dell'Alzheimer, prima del declino cognitivo sostanziale, aumenterebbe considerevolmente la finestra terapeutica disponibile per interventi potenzialmente modificanti il decorso della malattia. Una volta replicato questo risultato, i clinici potrebbero utilizzare il nostro strumento per la diagnosi precoce e anche per verificare se i loro interventi stanno funzionando, ha affermato Jones, evidenziando una duplice utilità: diagnostica e di monitoraggio terapeutico.
La ricerca entra ora in una nuova fase, sostenuta da un Zimmerman Innovation Award in Brain Science del Carney Institute. L'obiettivo è comprendere i meccanismi che generano le alterazioni osservate negli eventi beta, utilizzando modelli computazionali dell'attività neuronale. Questa comprensione meccanicistica potrebbe permettere di identificare target terapeutici specifici e testare interventi farmacologici mirati a correggere le disfunzioni elettrofisiologiche alla base della progressione della malattia. Lo studio ha ricevuto finanziamenti dai National Institutes of Health, inclusa l'iniziativa BRAIN (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies), insieme a fondi spagnoli, testimoniando l'impegno internazionale nella ricerca su questa devastante patologia neurodegenerativa.
