lunedì, Aprile 19, 2021
RICERCANDO ALL'ESTERO

Una vita sempre attiva ci protegge dalla demenza

La diversità delle esperienze di vita sembra fornire al cervello una certa resilienza contro la demenza, ma i meccanismi biologici di questa riserva cognitiva non sono ancora del tutto chiari agli scienziati.

Il concetto di riserva cognitiva si riferisce all’accumulo di risorse cerebrali coltivate da una persona nell’arco della vita, che permettono al cervello di fronteggiare le sfide o i danni causati da invecchiamento e neuropatologie. Più una persona si mantiene attiva e impegnata durante la vita, più le sue esperienze andranno ad alimentare la riserva cognitiva e più il cervello sarà resiliente all’invecchiamento o alle patologie. Alcuni studi, infatti, mostrano che avere questa capacità a cui fare affidamento in età avanzata permette di evitare o ritardare il declino cognitivo associato a demenza.

Anna Marseglia è al Karolinska Institutet di Stoccolma per studiare il ruolo della riserva cognitiva e dei meccanismi biologici che concorrono alla sua formazione. In particolare, Marseglia cerca di individuare una misura biologica di riserva cognitiva analizzando immagini di risonanza magnetica cerebrale tramite tecniche di machine learning.


Nome: Anna Marseglia
Età: 35 anni
Nata a: Ostuni (BR)
Vivo a: Stoccolma (Svezia)
Dottorato in: epidemiologia dell’invecchiamento (Stoccolma)
Ricerca: Ruolo della riserva cognitiva in patologie cerebrali miste
Istituto: Division of Clinical Geriatrics, Department of Neurobiology, Care Sciences and Society, Karolinska Institutet (Stoccolma)
Interessi: leggere, hiking, kayak, shopping
Di Stoccolma mi piace: la mentalità, l’idea di uguaglianza tra maschi e femmine
Di Stoccolma non mi piace: l’eccesso di burro, cipolla e aglio nel cibo
Pensiero: We must have perseverance and above all confidence in ourselves. We must believe that we are gifted for something and that this thing must be attained. (Marie Curie)


Come si forma la riserva cognitiva?

Durante la nostra vita siamo esposti a esperienze che stimolano il nostro cervello, e le funzioni cognitive, in diversi modi. Fino ai 20 anni, siamo mentalmente impegnati dalla scuola; in età adulta facciamo lavori più o meno complessi e stimolanti; in età anziana, soprattutto dopo il pensionamento, possiamo sbizzarrirci con attività variegate, che hanno sia una componente fisica sia il coinvolgimento sociale sia l’impegno mentale. Per esempio danzare, fare jogging, passeggiare in compagnia, fare giardinaggio, giocare a scacchi, leggere, …

Tutto ciò contribuisce alla formazione della riserva cognitiva, cioè alla capacità del nostro cervello di contrastare lo sviluppo di neuropatologie, tra cui Alzheimer e demenza. È come avere una specie di bacino protettivo che mantiene stabile il declino cognitivo e impedisce il suo arrivo improvviso. Per svilupparlo, bisogna mantenersi attivi nel senso più ampio del termine e non solo da giovani o da anziani, bensì durante tutta la vita. L’effetto neuroprotettivo sta proprio nel coinvolgimento continuo del cervello.

Come si può misurare la riserva cognitiva?

Gli approcci più classici sono basati su grandi indagini socio-demografiche e sull’analisi dei dati di educazione, complessità del lavoro, attività fisica, reti sociali e così via. La nostra strategia è cercare una misura più biologica. In particolare, abbiamo pensato di usare le immagini di risonanza magnetica per cercare di dedurre l’età cerebrale di un soggetto. La differenza tra età cronologica ed età cerebrale riflette in certa misura la riserva cognitiva e può indicare quanto il cervello è resiliente o resistente all’invecchiamento e alle neuropatologie.

Per mettere a punto il nostro modello di analisi, abbiamo usato i dati ottenuti da studi di quattro coorti, cioè grandi indagini epidemiologiche che raccolgono informazioni sulle persone che vivono in una certa comunità. Per esempio, una delle coorti esaminate riguarda la popolazione britannica e ci ha fornito 15 mila risonanze cerebrali di soggetti con età cronologica tra 45 e 75 anni. 

I dati ottenuti da queste quattro coorti sono stati usati per sviluppare algoritmi di machine learning capaci di predire l’età cerebrale dei partecipanti dalle immagini di risonanza magnetica. Le predizioni si basano su tutto ciò che riguarda la materia cerebrale grigia e bianca, come lo spessore, il volume, la posizione, la quantità relativa, le caratteristiche spaziali, …

Per “allenare” l’algoritmo, abbiamo preso in considerazione soggetti cognitivamente sani, cioè senza demenza, problemi cerebrovascolari, deficit cognitivi, patologie neurologiche psichiatriche. In questi soggetti, l’età cronologica e l’età cerebrale predetta dal modello sono molto vicine.

Avete già testato il modello?

Prima di testarlo, l’abbiamo validato con un approccio più classico di analisi fattoriale (OPLS, orthogonal partial least squares) basata sullo spessore della corteccia cerebrale in 34 aree diverse e sul volume dei ventricoli cerebrali. I dati ottenuti con machine learning e OPLS sono praticamente uguali, anche l’errore è simile e c’è una buona correlazione tra gli score (cioè la differenza di età). Il vantaggio del machine learning è che è più preciso.

Abbiamo anche visto che le aree che hanno più peso nella predizione dell’età cerebrale dei due modelli sono le stesse e sono i ventricoli. A questo punto, abbiamo iniziato i nostri test sugli altri partecipanti delle coorti: oltre al caso in cui età cerebrale e cronologica praticamente coincidono, c’è quello in cui il cervello sembra più vecchio di quello che dovrebbe essere in base all’età cronologica e quello in cui sembra più giovane.

La cosa interessante sta nel fatto che lo score è stato calcolato con persone che non hanno sintomi cognitivi, per cui se il cervello sembra più anziano di quello che dovrebbe essere allora vuol dire che ha una riserva cognitiva che in qualche modo lo protegge. Rimane da capire se, per fronteggiare una patologia cerebrale, è sufficiente possedere una riserva cognitiva oppure ne serve un certo livello.

Quali sono le prospettive future del tuo lavoro?

Abbiamo iniziato a valutare la relazione tra score e marker preclinici di neuropatologie cerebrali (Alzheimer) e patologie cerebrali dei piccoli vasi. Dalle prima analisi sembra che uno score alto, quindi un cervello più vecchio di quello che dovrebbe essere, sebbene cognitivamente sano, è associato a livelli più alti di marker di queste patologie.

Il prossimo passo è capire come la riserva cognitiva si relaziona a patologie di tipo misto, per esempio Alzheimer e vascolare, e qual è l’effetto sulla funzionalità cognitiva.


Leggi anche: Immunoterapia per combattere l’Alzheimer

Articolo pubblicato con licenza Creative Commons Attribuzione-Non opere derivate 2.5 Italia.   

Photo by EVREN AYDIN on Unsplash

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Luisa Alessio
Biotecnologa di formazione, ho lasciato la ricerca quando mi sono innamorata della comunicazione e divulgazione scientifica. Ho un master in comunicazione della scienza e sono convinta che la conoscenza passi attraverso la sperimentazione in prima persona. Scrivo articoli, intervisto ricercatori, mi occupo della dissemination di progetti europei, metto a punto attività hands-on, faccio formazione nelle scuole. E adoro perdermi nei musei scientifici.
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