Neuroimagingin psichiatria infantile

deny menghiniluigi mazzone

L’esempio della dislessia evolutiva

Le Neuroimmagininei Disturbi dello Sviluppo

Deficit di natura fonologica

Deficit di processamento visivo

Deficit di attenzione visiva

Deficit di processamento rapido

Deficit di automatizzazione

Ipotesi eziologiche

Un deficit di automatizzazione potrebbe

essere all’origine delle difficoltà

nell’acquisizione e nell’esecuzione di

nuove competenze, come

l’apprendimento della letto-scrittura

Dyslexics Automatisation Deficit Hypothesis

Secondo tale ipotesi i dislessici

manifesterebbero un’incapacità

nell’automatizzare abilità elementari di

natura motoria e cognitiva

Dyslexics Automatisation Deficit Hypothesis

DE (n=16) 11, 6 (1,4)

Controlli (n=16) 11,6 (1,9)

I giorno: 3 sessioni di 10 min.

(le prime 2 consecutive, la 3 a mezz’ora dalla 2)

II giorno: 1 sessione di 10 min

Il punteggio: rapidità di esecuzione e

correttezza

Mirror Drawing Test

DE

1 32 4

1 2 3 4

CONTROLLO

SESSIONE

SESSIONE

14 adulti con DE

età media = 42,1, range 34-55;

10 femmine

14 normolettori

età media = 37,2, range 28-47;

10 femmine

Dyslexics Automatisation Deficit Hypothesis

Attivazioni fMRI

Risultati

NEI NORMOLETTORI NEI DE

Nel corso dell’esperimento

NEI NORMOLETTORI NEI DE

DURANTE S1 e S2 DURANTE S4 e S5

Studio di VBM

misure volumetriche manuali indirizzate

su specifiche strutture, ad esempio aree

prefrontali, il cervelletto, il corpo calloso

misure volumetriche automatiche

Tecniche Di Neuroimmagine Morfologica

La tecnica consiste in un’analisi statistica

applicata voxel per voxel

Analizza le differenze nella concentrazione o nel

volume di tessuto partendo dalle RMN

Consente di creare delle mappe probabilistiche

della localizzazione della:

GM

WM

CSL

Ashburner and Friston, 2000; Ashburner et al. 2003; Good et al., 2001

Voxel Based Morphometry (VBM)

VBM: Pre-processing

Nei dislessici osservata una

riduzione di volume della

sostanza grigia

nel lobulo posteriore

superiore destro (A) e

nell’area supplementare

motoria di destra (B).

DD<NR

Studi fMRI sulla dislessia

I bambini facevano esercizi per 100 min al giorno, per 5 giorni alla settimana, per una media di 28 giorni

Auditory processing and oral language training

Temporoparietale sx

Regioni frontali sx

I risultati mostrano:

miglioramenti nel processing-linguistico e nella lettura

attivazione in regioni non attive

attivazione in regioni non implicate nei normolettori

nel processo

Forse con funzione compensatoria?

Conclusioni

trattamento migliora le abilità di lettura

agisce anche sull’attivazione corticale in aree

critiche

è possibile modificare l’attività cerebrale

direttamente?

Trattamento

Brain Stimulation

Nuove prospettive di trattamento

Stimolazione

magnetica

transcranica

Induzione Elettromagnetica

Introduce disordine in un normale sistema ordinato

Un campo magnetico breve e intenso viene

applicato sullo scalpo. Induce un’attività elettrica

interferendo con il funzionamento dei neuroni

per qualche millisecondo.

VIRTUAL LESION (Pascual-Leone et al., 1999)

VIRTUAL PATIENT (Walsh & Cowey, 1998)

Neuropsicologia virtuale

TMS: termine generale per definire tutte le modalità di

stimolazione magnetica transcranica

rTMS: stimolazione magnetica transcranica ripetitiva

Single-pulse TMS: stimolazione magnetica transcranica a

impulso singolo

Low-frequency (slow) TMS: frequenza di ripetizione inferiore o

uguale a 1Hz – on line o off-line

High-frequency (rapid-rate) TMS: frequenza di ripetizione

superiore a 1Hz – on line o off-line

Theta-burst stimulation Circa 3-5 “pulses” (burst) ad alta

frequenza (in genere 50 Hz) ripetuti per 3-5 volte ogni secondo

(in genere per 20 s)

Terminologia

Permette di studiare rapporti “causali” tra una regione cerebrale e una certa funzione cognitiva.

fMRI, PET, ERPs, MEG hanno un limite consentono solo studi correlazionali

- Studi neuropsicologici su pazienti

- Lesioni indotte negli animali

- Azione facilitatoria o inibitoria

TMS nelle neuroscienze cognitive

25mm

15mm20mm

70x60

55x4540x30

0

5mm

Considerationi Pratiche – profondità della stimolazione

Non si possono stimolare aree mediali o sottocorticali

Considerare la diffusione dell’attivazione

Crisi epilettiche - causate dalla diffusione dell’eccitazione indotta;

in pazienti e controlli con la rTMS

Innalzamento della soglia uditiva - rTMS: rumore sostenuto (90-

130dB): consigliabile l’utilizzo di tappi auricolari

Dolori locali o mal di testa - dovuti alla stimolazione di muscoli

sottostanti il coil o i nervi, sono intensità e sito dipendenti.

Particolarmente fastidiosa nelle aree frontali e temporali.

Effetto sul tono dell’umore nei normali – leggeri cambi del tono

dell’umore che dipendono dalla frequenza usata e dal sito di

stimolazione

Sicurezza

Nei normolettori

Nei dislessici

Nei dislessici

Risultati :

ERRORI

Sito e task specifici

< errori nelle non parole rispetto a tutte le altre condizioni su L e R IPL

< errori nel testo rispetto a tutte le altre condizioni su L STG

Risultati :

ONSET DISLESSICI

Sito e task specifici

< tempo nelle parole rispetto a tutte le altre condizioni su L STG

Applicazioni terapeutiche

Anche per le abilità di LINGUAGGIO: Afasia e Alzheimer (Martin et al., 2004; Neiser

et al., 2005; Cotelli et al., 2008).

High-frequency rTMS nei controlli: miglioramento di abilità di linguaggio (Cappa

et al. 2002)

Numerosi studi dimostrano che la rTMS è

un efficace trattamento per la depressione

maggiore farmaco resistente

Disturbi dell’umore

Best Practices Treatment Guideline for DepressionBased on 2010 APA guidelines and TMS Therapy indication for use

Adapted from: Practice Guideline for the Treatment of Patients with Major

Depressive Disorder, 3rd Edition, APA (2010)

47

MDD associata

all’ipoeccitabilità della

corteccia prefrontale sinistra

e alla ipereccitabilità della

corteccia di destra

Risposta della MDD

Studi pilota utilizzando la rTMS

A preliminary study of fMRI-guided rTMS in the treatment

of generalized anxiety disorder.

Bystritsky et al.; J Clin Psychiatry, 2008

Disturbi d’ansia

Schizofrenia

transcranial DIRECT CURRENT STIMULATION

(tDCS)

LA NEUROSTIMOLAZIONE

VARIAZIONE DELLO STATO DI ECCITAZIONE

DELLE CELLULE

VARIAZIONE DELLA RISPOSTA SINCRONA DI

POPOLAZIONI DI NEURONI

Applicazione di una corrente elettrica/campo elettrico al tessuto

nervoso

La tDCS è una tecnica di stimolazionecerebrale non invasiva che consistenell’applicazione sullo scalpo di elettrodieroganti una corrente continua (DC) dibassa intensità ed indolore. Gli elettrodisono in spugna sintetica ed imbevuti dasoluzione salina.

METODICA

STIMOLAZIONE A CORRENTE CONTINUA

Semplicità della tecnica

Assenza di effetti collaterali

Persistenza degli effetti

Prospettiva per il trattamento di diverse patologie

neurologiche e neuropsichiatriche

Rari effetti collaterali riportati e considerati “minori”, sono fino

ad oggi:

Formicolio, prurito o lieve sensazione di bruciore nella

zona di applicazione degli elettrodi durante la stimolazione

Arrossamento transitorio della pelle dopo la stimolazione.

EFFETTI COLLATERALI SEGNALATI

SIMILITUDINI

• Non invasività

• Inducono modulazione dell’eccitabilità corticale

• Hanno effetti a lungo termine

DIFFERENZE

• Meccanismo d’azione

• La rTMS induce effetti più focali ma meno persistenti

• La strumentazione per tDCS è poco costosa, non richiede personale specializzato e non vi sono effetti avversi segnalati

C’è complementarietà tra le due metodicheNuovi studi stanno sperimentando l’effetto della combinazione tDCS – rTMS

rTMS vs tDCS

APPLICAZIONI TERAPEUTICHE

La tDSC trova potenziale applicazione in tutte lecondizioni patologiche caratterizzate da unaalterazione dello stato di attivazione della cortecciacerebrale.

DEPRESSIONE (Rigonatti et al., 2008; Ferrucci et al., 2009; Brunoni et al., 2010)

STROKE (Riabilitazione cognitiva)(Fregni et al., 2005; Monti et al., 2008; Jo et al., 2009)

DOLORE CRONICO(Fregni et al., 2006; Fregni et al., 2006)

APPLICAZIONI TERAPEUTICHE

Pathology Polarity Stimulation

electrode

position

Reference

electrode

position

Current

(mA)

range

Duration

(min)

Sessions

Depression

Anodal F3 Controlateral

OrbitoFrontal cortex

1-2

20

Once or Twice a

day for 5 or 10

consecutive

daily session

Anodal/

Cathodal

F3/F4

bilateral

//

Stroke

Anodal/

Cathodal

M1 affected

hemisphere

Controlateral

OrbitoFrontal cortex

1-2

20

4 weekly

sessions

Once a day for 5

consecutive

daily session

Pain Anodal M1 Controlateral

OrbitoFrontal cortex

2 20 Once a day for 5

consecutive

daily session

Pathology Polarity Stimulation

electrode

position

Reference

electrode

position

Current

(mA)

range

Duration

(min)

Sessions

Depression

Anodal F3 Controlateral

OrbitoFrontal cortex

1-2

20

Once or Twice a

day for 5 or 10

consecutive

daily session

Anodal/

Cathodal

F3/F4

bilateral

//

Stroke

Anodal/

Cathodal

M1 affected

hemisphere

Controlateral

OrbitoFrontal cortex

1-2

20

4 weekly

sessions

Once a day for 5

consecutive

daily session

Pain Anodal M1 Controlateral

OrbitoFrontal cortex

2 20 Once a day for 5

consecutive

daily session

SPECIALITÁ PRINCIPALE

INDICAZIONENUOVE

APPLICAZIONI

Psichiatria DepressioneCraving

Disordini alimentari

Neurologia Dolore

Disordini del movimentoAlzheimerCefalea

RiabilitazionePost Ictus

(Cognitivo/Motorio)

Medicina sportiva Endurance motoria

POTENZIALE INTERESSE

APPLICAZIONI TERAPEUTICHE: PATOLOGIE NEUROLOGICHE

STUDI PILOTA

- Malattia di Parkinson (Fregni et al., 2006; Wu et al 2008)

- Sindrome di Tourette (Mrakic-Sposta et al., 2008)

- Distonia (Quartarone et al., 2006; Wu et al. 2008)

- Epilessia (Liebetanz et al., 2006)

- Malattia di Alzheimer (Ferrucci et al., 2008; Boggio et al., 2009)

APPLICAZIONI TERAPEUTICHE: PATOLOGIE PSICHIATRICHE

STUDI PILOTA

Craving (Boggio et al., 2008; Fregni et al., 2008; Fregni et al., 2008;

2009)

- Alcool

- Fumo

- Cibo

- Cannabis

Disturbi dell’alimentazione (Hecht D., 2009)

PROSPETTIVE

APPLICAZIONI IN NEUROPSICHIATRIA

INFANTILE:

Epilessie focali farmaco-resistenti

Sindrome di Gilles de La Tourette

Autismo

ADHD

La tDCS nel trattamento dei disturbi di lettura

PROSPETTIVE

Studi pilota

Progetto finanziato dal Ministero della Salute 2010

Giovani Ricercatori

Transcranial direct current stimulation in the

treatment of dyslexia:

a randomized double-blind study

P.I. Deny Menghini

tDCS e dislessia

Partecipanti: 40 bambini con dislessia

(10-18 anni)

Durata del trattamento: 6 settimane

Frequenza: 3 volte/sett

tDCS e dislessia

Doppio cieco

Randomizzazione dei partecipanti

nelle 2 condizioni

2 Condizioni (20 minuti):

tDCS 1 mA + trattamento fonologico/velocizzazione

Sham tDCS + trattamento fonologico/velocizzazione

tDCS e dislessia

Velocità e accuratezzaParole Non paroleBrano

t0 prima della stimolazionet1 immediatamente dopo il trainingt2 1 settimana dopot3 1 mese dopot4 6 mesi dopo

tDCS e dislessia

- E’ possibile modificare (migliorare) la prestazione di

lettura dei dislessici stimolando aree cerebrali

generalmente ipoattive durante compiti di lettura

- Strumenti come la TMS o tDCS offrono nuove

prospettive per l’intervento terapeutico?

In conclusione