“Riconnettersi" nell’invecchiamento

Titolo completo: “Riconnettersi”: valutazione e modulazione della plasticità delle connessioni cerebrali nell’invecchiamento. Il protocollo cortico-cortical Paired Associative Stimulation (ccPAS)

Responsabile del progetto: Alessio Avenanti, Dipartimento di Psicologia, Università di Bologna

Durata: Ottobre 2017 – Ottobre 2020

Il progetto in sintesi: Il nostro cervello è composto da circa 100 miliardi di neuroni che, collegati tra loro da un enorme numero di connessioni, ci permettono di compiere tutte le attività che siamo in grado di eseguire, dalle più elementari alle più complesse. Una caratteristica fondamentale del cervello è la sua plasticità, ossia la capacità di adattarsi e riorganizzare le proprie connessioni in risposta all’esperienza – capacità essenziale per acquisire nuove abilità e conoscenze. Nell’invecchiamento vi è una fisiologica perdita di neuroni che può alterare la comunicazione tra aree cerebrali e la loro plasticità.
Il progetto si pone l’obiettivo di indagare la connettività e la plasticità del cervello dell’anziano mediante una tecnica di stimolazione non-invasiva denominata stimolazione magnetica transcranica (TMS).
Grazie alla valutazione della connettività tra aree cerebrali, il team del Prof. Avenanti svilupperà un protocollo di TMS denominato cortico-cortical Paired Associative Stimulation (ccPAS) che intende migliorare la funzionalità di specifiche connessioni cerebrali del sistema motorio o visivo sia in giovani adulti sia in anziani sani.
La ricerca intende sviluppare protocolli ccPAS individualizzati, ovvero basati sulle caratteristiche cerebrali individuali. Il fine ultimo è di sviluppare protocolli ccPAS ottimizzati per il cervello dell’anziano che potranno in futuro essere sperimentati in malattie neurodegenerative caratterizzate da alterata connettività cerebrale.

Aggiornamenti: La ricerca finanziata dalla Fondazione del Monte ha portato a oggi a tre pubblicazioni scientifiche. La prima ricerca (Chiappini et al. 2018) è stata pubblicata sulla rivista Current Biology e ha indagato l’effetto di diversi protocolli di ccPAS applicati a regioni cerebrali visive in un gruppo di 16 giovani adulti sani. Lo studio dimostra che il ccPAS ottimizzato per il circuito stimolato è in grado di migliorare la percezione del movimento visivo in modo altamente specifico.
Due ulteriori studi si sono focalizzati sul sistema motorio di giovani adulti valutandone la connettività (Zanon et al. 2018 Cortex) e la plasticità mediante ccPAS (Fiori et al. 2018 Neuroimage) e dimostrando che il ccPAS ottimizzato per i circuiti del sistema motorio è in grado di migliorare la destrezza dell’arto superiore in giovani sani.
A oggi la ricerca prosegue attraverso due linee di ricerca. Nella prima, attualmente in corso, il team di neuroscienziati sta valutando le differenze nella connettività tra aree motorie in giovani adulti e anziani. La raccolta dati di un primo studio si è conclusa nell’ottobre del 2018 e ha coinvolto 20 giovani adulti e 20 anziani sani. La ricerca permetterà di fornire informazioni utile all’ottimizzazione di un protocollo ccPAS da testare su anziani sani. Successivamente la ricerca sarà estesa allo studio della connettività e plasticità del sistema visivo dell’anziano. Nell’insieme queste ricerche costituiranno una base su cui sviluppare un approccio ccPAS individualizzato di cui si valuterà l’efficacia in malattie neurodegenerative caratterizzate da alterata connettività cerebrale.

Gruppi e Dipartimenti coinvolti:
Dipartimento di Psicologia, Università di Bologna;
IRCCS Fondazione Santa Lucia, Roma;
Centre for Brain Science, Department of Psychology University of Essex;
Brain Trends s.r.l.

Link utili:
Current biology, Strengthening functionally specific neural pathways with transcranial brain stimulation
Unibo Magazine, La nuova tecnica di neurostimolazione che potenzia le nostre connessioni neurali
Cortex, Action-related dynamic changes in inferior frontal cortex effective connectivity: A TMS/EEG coregistration study