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La risonanza magnetica fcMRI aiuta a determinare l’età del cervello

La risonanza magnetica fcMRI permette di valutare le curve generate da persone di età diverse

Alcuni studi condotti con la risonanza magnetica fcMRI hanno permesso di studiare le curve particolari generate dal cervello delle persone, arrivando a determinare l’età di chi si è sottoposto ai test. Damien Fair dell'Oregon Health and Science University, autore dello studio con la risonanza magnetica fcMRI, è ottimista riguardo alle applicazioni future della scoperta.

Le connessioni cerebrali viste con la risonanza magnetica fcMRI

La risonanza magnetica fcMRI ha permesso di vedere come, a mano a mano che i bambini crescono, gruppi di connessioni cerebrali brevi sono gradualmente uniti in altri più lunghi e più forti percorsi neurali. La ricerca ha mostrato la tendenza a seguire una curva abbastanza standard durante lo sviluppo normale fino all'età adulta, e gli scienziati stanno ora utilizzando queste informazioni per creare modelli predittivi di maturazione cerebrale.

Questo approccio con la risonanza magnetica fcMRI consente i calcoli di "età cerebrale" che non si basano sullo sviluppo strutturale, ma piuttosto sul modo in cui le strutture sono comunicanti tra di loro. Un nuovo studio, pubblicato online il 9 settembre su Science, mostra il nuovo modello basato sulla connessione, almeno per il 92 per cento preciso nel predire se una persona è un bambino o un adulto basato solo sui modelli di comunicazione neuronali nel loro cervello.

Il team di ricerca ha scansionato il cervello, tramite la risonanza magnetica fcMRI normalmente in via di sviluppo di 238 soggetti di età compresa tra i 7 e i 30 anni, per cinque minuti. Confrontando 200 di 12.720 connessioni chiave funzionali del cervello e la loro valutazione attraverso l'analisi multivariata del modello, i ricercatori hanno poi previsto lo status di sviluppo dei soggetti volontari.

Alcune basi per l'approccio sono state descritte in uno studio 2009, pubblicato in PLoS Computational Biology, in cui alcuni degli stessi ricercatori hanno descritto il modo in cui è organizzato il cervello dei bambini diversamente da quello degli adulti. I cervelli più giovani avevano legami più stretti tra le aree cerebrali più fisicamente prossime, mentre i cervelli più anziani avevano legami più forti tra le regioni del cervello che erano distanti. Questa organizzazione negli adulti "vi permette di collegare un nodo con un altro in un numero relativamente breve di passi attraverso nodi speciali", ha dichiarato Damien Fair, dell'Oregon Health and Science University e autore principale dello studio.

La risonanza magnetica fcMRI come aiuto per la diagnosi

"Quando il paziente si discosta troppo vivamente dagli intervalli standardizzati o vira all'improvviso da un percorso di sviluppo ad un altro, il medico sa che c'è una necessità di cominciare a chiedere perché questo succede" ha detto Schlagger Bradley, un neurologo pediatrico della Washington University di St. Louis e coautore del nuovo studio. Con una quantità sufficiente di dati ottenuti con la risonanza magnetica fcMRI tra gli individui in vari periodi di sviluppo, la curva standard di cambiamenti di connettività di un cervello potrebbe essere utilizzata per cercare anomalie, simile al modo in cui i medici valutano il fisico con delle misurazioni, soprattutto se il bambino sta già mostrando altri sintomi particolari di malattia.

I bambini con irregolarità cognitive sono spesso già sottoposti a molti test, tra cui le scansioni MRI. Ma, come Schlagger ha sottolineato, queste scansioni servono "di solito a guardare i dati da un punto di vista strutturale, osservando che cosa c'è di diverso tra le forme delle varie regioni del cervello." E in molti casi, le prove possono dare risultati normali. Gli scienziati sanno da decenni che le connessioni tra le regioni del cervello sono altrettanto importanti come la salute delle regioni stesse, e le nuove ricerche di Schlagger hanno dimostrato che "la risonanza magnetica offre anche dei modi per analizzare come le diverse parti del cervello nel loro insieme funzionale".

Questo test è molto costoso, ma vale la pena di aggiungere cinque minuti di
risonanza magnetica fcMRI per valutare le connessioni del cervello, soprattutto se il bambino è già sottoposto ad analisi alla ricerca di anomalie strutturali. I membri del team sperano di usare la curva di risonanza magnetica fcMRI per studiare gruppi di individui a rischio di disturbi dello sviluppo. Tale approccio potrebbe anche essere in grado di aiutare ad analizzare una raccolta di indicatori per vari disturbi dello sviluppo.

 

 

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