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Utilizzata una nuova metodologia che integra risonanza magnetica ed elettroencefalogramma

Dalla foto al “film” dell’attività svolta del nostro cervello. Grazie ad una nuova metodologia, ora è possibile seguire lo sviluppo spazio-temporale dei processi cerebrali, superando il limite imposto dalla staticità delle immagini della risonanza magnetica. L’innovativa tecnica di indagine è stata messa a punto in uno studio svolto dalla Fondazione Santa Lucia in collaborazione con l’Istituto Universitario di Scienze Motorie (IUSM) di Roma e l’Università della California di San Diego. I ricercatori hanno integrato le immagini della risonanza magnetica con la registrazione di onde elettriche cerebrali dell’elettroencefalogramma che riflettono le continue fluttuazioni degli stati della mente. I risultati della ricerca, diretta dal prof. Francesco Di Russo, saranno pubblicati domani sulla rivista internazionale “Human Brain Mapping” che dedica a questo lavoro anche l’intera copertina.

risonanzamagnetica

Lo studio ha richiesto la collaborazione di diversi gruppi di ricerca: quelli dei laboratori di Neuropsicologia e di Neuroimmagini Funzionali della Fondazione Santa Lucia e del Laboratorio di Psicofisiologia dello IUSM. Oggetto di analisi è stato il percorso dell’informazione visiva nel cervello in 24 soggetti sani sottoposti ad elettroencefalogramma (EEG) ad alta risoluzione e ad acquisizioni di immagini di risonanza magnetica (MRI) e di risonanza magnetica funzionale (fMRI), così da ricostruire tridimensionalmente il cervello, identificare le principali aree visive e la posizione delle risposte cerebrali. Tutti i dati sono stati poi elaborati e combinati per mappare il percorso spazio-temporale della risposta cerebrale allo stimolo visivo. L’Università di San Diego ha infine assemblato il lungo lavoro. L’integrazione delle due tecniche ha mostrato la possibilità di indagare in modo complementare due aspetti fondamentali delle funzioni cerebrali: il tempo e lo spazio. L’EEG permette di registrare con una precisione del millesimo di secondo quando un processo avviene; la RM, nel caso specifico quella funzionale, invece permette, come in una foto, di visualizzare con un’accuratezza del millimetro la zona del cervello dove è avvenuto un processo, mostrando con precisione quali aree cerebrali sono attivate da certi stimoli, però non quale area si attiva prima e quale dopo. L’utilizzo congiunto di EEG, MRI e fMRI apre nuovi orizzonti di ricerca: sarà infatti possibile studiare il flusso d’informazioni nel cervello umano con grande accuratezza e, soprattutto, in maniera non invasiva. In passato l’unico modo per sapere contemporaneamente dove e quando si svolgevano alcune funzioni cerebrali era l’inserimento chirurgico di sonde: data l’alta invasività, questa tecnica era utilizzata solo in malattie molto gravi. Il nuovo metodo permetterà di studiare in profondità anche le persone sane o con malattie come emicrania o forme d’epilessia. “Lo studio – commenta il prof. Di Russo – mostra che integrando le conoscenze provenienti da diversi metodi di ricerca è possibile superare i limiti di ognuno di essi”.

Il premio Dr Hadwen Trust per la ricerca medica etica va allo scanner cerebrale

Un gruppo di ricercatori che hanno utilizzato dei potenti scanner celebrali per sviluppare metodi che sostituiscano gli esperimenti invasivi su animali di laboratorio, ha vinto il premio per la scienza etica messo a disposizione dalla Fondazione inglese “Dr. Hadwen Trust”. L’aumentata attenzione internazionale verso la ricerca sulle malattie neurologiche potrebbe portare a un enorme aumento degli esperimenti sui primati, a meno che non si dedichi un maggior impegno a sviluppare le tecniche alternative, senza animali. I dati statistici del Regno Unito, pubblicati nel luglio 2007, rivelano che gli esperimenti sugli animali hanno raggiunto oltre i 3 milioni, il piu’ alto numero da 15 anni a questa parte. La necessita’ di tecniche alternative e’ oggi piu’ forte che mai, per questo la Dr Hadwen Trust premia gli sforzi degli scienziati il cui lavoro sta apportando contributi significativi nella sostituzione degli animali e mette in luce i vantaggi, sia scientifici che etici, delle tecniche innovative basate su una ricerca senza animali.
Il Gruppo di Ricerca in “neuroimaging” (visualizzazione dell’attivita’ cerebrale) alla Aston University di Birmingham ha aperto la strada alla ricerca non invasiva sui volontari umani usando un tipo di scanner celebrale chiamato MEG (Magnetoencefalografia) il quale sta rivoluzionando la ricerca sul cervello e aiutando a sostituire gli esperimenti sul cervello dei primati e dei gatti. Il MEG misura i campi magnetici che sono naturalmente presenti all’esterno del cranio, dovuti all’attività elettrica del cervello. La tecnica e’ completamente non-invasiva e innocua.

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Questo lavoro all’avanguardia e’ stato riconosciuto dalla Dr Hadwen Trust, il 15 agosto 2007, con un premio per l’Eccezionale Contributo Scientifico alla Sostituzione Animale. Nicky Gordon (Science Officer) ha presentato il premio nel palazzo “Vision Science”, seguito da un speciale tour e una dimostrazione all’interno del labotarorio del MEG.
La Dr Hadwen Trust e’ stata la prima organizzazione a donare i fondi per l’eccezionale progetto MEG nei lontani anni ’90, quando Aston faceva funzionare l’unica macchina MEG della Gran Bretagna. La ricerca di Aston e’ stata fondamentale per dimostrare le capacità del MEG e per aumentarne la diffusione. Per costruire un’immagine accurata di come il cervello umano funziona, la “School of Life and Health Science” oggi combina una vasta gamma di tecniche complementari non-invasive per gli studi sul cervello, che include MEG, fMRI (risonanza magnetica funzionale), EEG (Elettroencefalografia) e MRS (spettroscopia a risonanza magnetica). La tecnica MEG e altri sistemi sono stati utilizzati in un programma di progetti di ricerca etica sotto la supervisione del Direttore del laboratorio MEG, il Professor Paul Furlong. Le aree di ricerca piu’ importanti includono il comportamento umano, l’epilessia, il dolore, l’udito, il parlato e il linguaggio, insieme allo sviluppo di farmaci non-invasivi per le malattie neurologiche come l’Alzheimer e la depressione.
Dichiara Nicky Gordon della Dr Hadwen Trust: “La OMS (Organizzazione Mondiale della Sanita’) ha stimato che per il 2020 le malattie mentali saranno la seconda causa piu’ comune di morte e disabilità. Malattie come la depressione, la demenza e l’autismo stanno diventando il focus di nuove ricerche in tutto il mondo, e alcuni ricercatori stanno discutendo su un eventuale aumento delle ricerche sulle scimmie. Il cervello delle scimmie pero’ è diverso dal nostro e noi abbiamo la responsabilita’ morale di questi animali altamente senzienti. Questo e’ il motivo per cui la ricerca di Aston e’ stata scelta per ricevere il nostro premio; riconosciamo il contributo immenso che ha apportato e continua ad apportare, nel migliorare la qualita’ della ricerca sul cervello, attraverso la sostituzione degli esperimenti sulle scimmie con le tecniche di scanning piu’ moderne e all’avanguardia che esistano.”
Nonostante i vantaggi che questi scanner apportano sia dal punto di vista etico che scientifico alla ricerca sul cervello, uno degli ostacoli che impedisce che vengano applicati su larga scala è la mancanza di accesso e di specializzazione su queste tecniche non-animali cosi’ avanzate. Per superare l’ostacolo i ricercatori di Aston hanno provveduto ad assicurare la formazione e l’accesso alle nuove tecnologie con il primo Master in Neuroimaging lanciato nel 2005.