Neuroscienze e dipendenze - Dipartimento per le politiche antidroga

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136 - Elementi di NEUROSCIENZE E DIPENDENZE provoca a sua volta un cambiamento locale delle proprietà magnetiche del sangue a livello vascolare ed una variazione di segnale che viene rilevata dalla RM. Sfruttando quindi il disaccoppiamento fra la fisiologica richiesta energetica ed aumentato apporto ematico causato dalla maggiore attività neuronale si ottengono le immagini di Risonanza Magnetica funzionale. In questo modo, lo stato di ossigenazione del sangue viene utilizzato come mezzo di contrasto endogeno. L’utilità clinica e l’affidabilità di questa metodica sono state in seguito confermate da molti studi e, più recentemente, dalla validazione intraoperatoria, che ha dimostrato la precisa corrispondenza delle aree attivate ottenute mediante RM con i risultati della stimolazione diretta in ambito chirurgico. Figura 2. Lateralizzazione emisferica del linguaggio in pz con lesione cerebrale frontale sinistra (compito di produzione verbale) - pianificazione chirurgica. molazione luminosa (“contrast bolus tracking”). Questo metodo fu rapidamente soppiantato dall’introduzione della vera e propria tecnica di Risonanza Magnetica funzionale (functional Magnetic Resonance o fMRI), completamente non invasiva, basata sulle modificazioni di segnale in vivo indotte dalla variazione dello stato di ossigenazione dell’emoglobina. Fu così che si introdusse il termine di fMRI basata sul contrasto o “effetto BOLD” (Blood Oxygen Level Dependent). Da questo momento in poi la fMRI si è affiancata alle metodiche medico nucleari (PET, SPECT), all’EEG e MEG nello studio della funzione cerebrale. Le sue caratteristiche intrinseche sono le seguenti: assenza di invasività (non viene somministrato mezzo di contrasto esogeno), elevata risoluzione spaziale e temporale, facile riproducibilità, possibilità di coregistrazione con immagini anatomiche di alta qualità. APPLICAZIONI La risonanza magnetica funzionale trova numerosi campi di applicazione in Neuroscienze: – pianificazione pre-chirurgica: permette l’identificazione non invasiva preoperatoria delle strutture e delle funzioni corticali in rapporto con una lesione. Particolare attenzione è stata rivolta all’identificazione delle aree funzionali del cervello in corrispondenza delle aree centrali (solco centrale e giri ad esso adiacenti, corteccia visiva ed uditiva), evidenziando l’effettiva localizzazione di determinate funzioni in quelle aree secondo gli schemi noti della neurofisiologia. Questa metodica si propone pertanto come strumento estremamente utile al Neurochirurgo in quanto permette una migliore programmazione della strategia chirurgica al fine di ridurre al minimo i rischi di deficit post operatorio. – studi sull’attivazione corticale durante esecuzione di processi cognitivi: permette l’esplorazione di funzioni superiori complesse quale per esempio il linguaggio (produzione di parole, decisione semantica, etc), nel PRINCIPI La modificazione dello stato di ossigenazione dell’emoglobina nei globuli rossi è alla base teorica dell’effetto BOLD. Stimolazioni corticali opportunamente applicate a specifiche aree del cervello inducono variazioni di un certo numero di parametri fisiologici. In particolare, la perfusione cerebrale delle aree stimolate aumenta in conseguenza dell’incremento dell’attività neuronale, che libera localmente sostanze vasodilatatrici tra cui l’ossido nitrico (NO). L’incremento locale del flusso ematico avviene in misura maggiore dell’aumento del consumo di ossigeno; il risultato di questo disaccoppiamento è un incremento della concentrazione di ossi-emoglobina con riduzione paradossa della desossi-emoglobina sul versante venoso del letto capillare. L’ossi-emoglobina in eccesso Figura 3. Dott. Franco Alessandrini, Responsabile Risonanza Magnetica Funzionale Ospedale di Borgo Trento, Verona.
LA RISONANZA MAGNETICA FUNZIONALE: LIMITI E OBIETTIVI - 137 CAT MRI fMRI PET SPECTS DOT EROS Computed Axial Tomography Magnetic Resonance Imaging functional Magnetic Resonance Positron Emission Tomography Single Photon Emission Computed Tomography Diffuse Optical Tomography Event Related Optical Signal Indagine morfo-funzionale radiologica di elevato potere risolutivo. Le radiazioni, trasformate in impulsi elettrici, vengono elaborate per ottenere immagini di sottili strati del corpo indagato. Rappresenta la principale metodica nello studio del sistema nervoso centrale e dell'encefalo soprattutto per quanto riguarda la patologia vascolare, traumatica e neoplastica. Tecnica utilizzata per produrre immagini ad alta definizione dell'interno del corpo umano. Si basa sul principio di Risonanza Magnetica Nucleare (RMN), ossia sfrutta le proprietà fisiche dell’atomo di idrogeno sottoposto a campi magnetici ed impulsi a radio-frequenza, e consente di studiare in particolare i tessuti molli del corpo. Tecnica di imaging biomedico che consiste nell'uso dell'imaging a risonanza magnetica (MRI) per valutare la funzionalità di un organo o un apparato, in maniera complementare all'imaging morfologico. Questa tecnica è in grado di visualizzare la risposta emodinamica (cambiamenti nel contenuto di ossigeno del parenchima e dei capillari) correlata all'attività neuronale del cervello. Permette di rilevare i collegamenti tra l’attivazione del cervello e i compiti che il soggetto esegue durante la scansione. Metodica di medicina nucleare e diagnostica medica che, basandosi sull'impiego di determinati traccianti radioattivi, consente di ottenere dettagliate informazioni sui processi metabolico-funzionali dell'organismo. È usata estensivamente in oncologia clinica (per avere rappresentazioni dei tumori e per la ricerca di metastasi) e nelle ricerche cardiologiche e neurologiche. Tecnica tomografica di imaging medico della medicina nucleare che adopera la radiazione ionizzante nota come “raggi gamma”. Fornisce dati biotopologici tridimensionali. Utilizzata principalmente per lo studio di alcune patologie come i processi espansivi (tumori) e nella diagnosi differenziale delle demenze. Tecnica di imaging medico che utilizza raggi infrarossi per generare immagini dei tessuti corporei. Questa tecnica sfrutta la capacità di assorbimento ottico di alcune componenti del corpo, come l’emoglobina e l’ossi-deossi-emoglobina. Applicazione della tecnica DOT, basata su una ricostruzione bidimensionale con raggi infrarossi del segnale ottico evento-correlato. La risoluzione temporale del segnale è molto buona, paragonabile a quella di altre tecniche come l’ellettroencefalografia e la magnetoencefalografia. normale e nel patologico. I dati ottenuti possono essere applicati alla pianificazione pre-chirurgica, trasferendo le informazioni al tavolo operatorio. – epilessia: anche in questo settore la Risonanza Magnetica funzionale può essere utilizzata per il mappaggio prechirurgico, per esempio ai fini di valutazione della lateralizzazione verbale pre-lobectomia nei casi di epilessia parziale complessa intrattabile. In questo modo la dominanza emisferica viene determinata senza dover ricorrere al cosiddetto Wada test, basato sull’iniezione carotidea di Amobarbital e successiva registrazione corticale mediante elettrodi posizionati intraoperatoriamente. Gli studi di Risonanza Magnetica funzionale stanno lentamente rimpiazzando questi tests invasivi. Si possono inoltre visualizzare le aree epilettogene e correlare i dati con l’EEG, la MEG o PET. – stroke: consente di monitoraggio del recupero funzionale dopo insulto ischemico cerebrale. Questo risulta di estrema importanza nei Pazienti con emiplegia o afasia. Gli studi possono inoltre essere facilmente ripe-
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