Neuroscienze e Dipendenze

Progetto BrainSearch

Mappatura cerebrale delle aree del Craving e del Resisting e identificazione dei danni cerebrali in soggetti tossicodipendenti: uno studio con risonanza magnetica funzionale ad alto campo.

Questo progetto si pone l’obiettivo di investire fortemente nelle attività di ricerca per la definizione di modelli sperimentali nel campo delle neuroscienze in grado di spiegare il comportamento assuntivo delle persone tossicodipendenti presenti all’interno delle comunità terapeutiche e dei Ser.T.
Scopo fondamentale del progetto sarà quindi la promozione e il sostegno di attività di ricerca, i cui risultati porteranno all’acquisizione di nuove conoscenze tecnico-scientifiche nel campo delle neuroscienze applicate alla tossicodipendenza. Lo studio e l’approfondimento di queste tematiche da parte degli operatori dei dipartimenti delle dipendenze consentirà loro di acquisire informazioni importantissime sui meccanismi fisiopatologici della tossicodipendenza, e arrivare a trasformare l’attuale modello concettuale di riferimento per la realizzazione di interventi terapeutici e percorsi diagnostici mirati e più efficaci.

Obiettivo generale del progetto

Le più importanti funzioni psichiche, esecutive e sociali, come la capacità di giudizio, il controllo inibitorio dei comportamenti e la “social cognition” sono strettamente collegate a diverse strutture cerebrali che sottendono il normale funzionamento fisiologico del cervello. L’uso di sostanze stupefacenti può alterare in maniera anche permanente il corretto funzionamento cerebrale deviandolo dal normale percorso maturativo, soprattutto se l’uso di droghe avviene in un individuo di giovane età il cui cervello è ancora in fase di sviluppo.
Scopo principale dello studio con Risonanza Magnetica (RM) è quello di dimostrare quali effetti nocivi permanenti provoca l’abuso di sostanze sullo sviluppo e funzionamento delle funzioni cerebrali, con una ricaduta sulle politiche di prevenzione mirate principalmente agli adolescenti relativamente all’uso e non solo all’abuso di sostanze stupefacenti. La possibilità inoltre di mappare con la RMF le aree cerebrali del craving apre la strada a nuove e più mirate terapie, differenziando le persone con più alto rischio di ricaduta da quelle per cui il rischio è più basso, e contemporaneamente individuare quali aree del cervello possono controllare gli impulsi assuntivi.
Questo studio con  RM, quindi, si pone l’obiettivo primario di dimostrare con oggettività scientifica e non sola percezione soggettiva, come l’uso di droghe possa alterare il corretto funzionamento cerebrale e portare a danni cerebrali simili a vere e proprie malattie degenerative.

Questo permetterà di pensare a futuri metodi ed attività terapeutiche (es. cognitivo comportamentali, educativi, farmacologici, di stimolazione magnetica) in grado di diminuire le attivazioni delle aree cerebrali implicate nel craving e/o stimolare le aree di controllo comportamentale, migliorando il contenimento delle ricadute e fornendo un aiuto per un sano sviluppo della persona. Rendere visibile ed osservabile (e quindi clinicamente più governabile) il funzionamento delle aree cerebrali deputate al controllo e allo sviluppo delle capacità di giudizio, rende più comprensibile il correlato comportamentale del tossicodipendente (le situazioni “trigger” per lo scatenamento del craving ad esempio) e dà preziose informazioni in termini terapeutici in relazione alle trasformazioni cerebrali documentabili. Conoscere in anticipo il reale effetto degli interventi terapeutici (sia di ordine farmacologico, psicologico e socio-educativo) sulle strutture cerebrali permette di prevedere eventuali rischi di ricaduta.

Il progetto intende, infine, fornire uno strumento di ricerca per l’individuazione delle aree cerebrali del craving e del resisting e per identificare i danni cerebrali nei soggetti tossicodipendenti. Tale strumento dovrà fornire una mappatura funzionale dei meccanismi cerebrali coinvolti nell’uso di droghe e protocolli standardizzati di definizione dei danni cerebrali finalizzati all’elaborazione di diagnosi cliniche precoci.

Metodologia d'indagine

L’impiego della RM nel Progetto Brainsearch
L’esame di RM ad alto campo verrà eseguito presso il Servizio di Neuroradiologia dell’Ospedale Civile Maggiore di Verona. I soggetti, reclutati e valutati secondo gli standard definiti dal protocollo di studio (colloquio clinico, testistica, esami tossicologici, ecc.) presso l’Unità Operativa di Neuroscienze dell’USL 20 di Verona, verranno accompagnati ad effettuare l’esame RM. Un medico specializzato avrà il compito di monitorare la condizione psico-fisica dei soggetti prima e dopo l’esame. Dopo compilazione del consenso informato, i soggetti verranno preparati ed istruiti all’esame RM.
Il protocollo RM verrà così definito in base allo studio di riferimento:

• studio craving/resisting: presentazione di video per i trigger del craving (da cocaina, eroina, cannabis, alcol) e resisting sincronizzata con sequenze ecoplanari, sequenza MPRAGE per l’analisi volumetrica dell’encefalo, DTI, ASL
• studio dei danni cerebrali: sequenza MPRAGE per l’analisi volumetrica dell’encefalo, DTI, MRS, ASL

La successiva analisi dei dati RM verrà effettuata da un neuropsicologo esperto di neuroimaging con software dedicati e svolta secondo diverse procedure:

• analisi funzionale: elaborazione del segnale di attivazione/deattivazione delle aree cerebrali dopo visione dei trigger per il craving e il resisting. Definizione delle aree di  interesse e quantificazione dei parametri d’attivazione secondo mappe colorimetriche corrette in base a valori di soglia statistica.
• analisi morfometrica: segmentazione della sostanza cerebrale grigia e bianca. Analisi dello spessore corticale (Cortical Thickness Analysis) che consentirà l’identificazione delle aree che presentano alterazioni involutive tipo atrofia correlate con varabili socio-demografiche (sesso, età) e d’uso di sostanze (tipo di sostanze usate, modalità d’uso, anni di consumo)
• Diffusion Tensor Imaging (DTI): misurazione in vivo della diffusione dell’acqua nei tessuti biologici, da cui è possibile ricostruire tridimensionalmente la microstruttura del tessuto cerebrale, in particolare dei fasci della sostanza bianca (trattografia). Per quantificare i dati DTI verranno utilizzati due parametri di misure scalari: la diffusione media (DM) e l’anisotropia frazionale (FA). L’analisi di tali parametri nelle regioni di interesse permetterà di descrivere in modo quantitativo i cambiamenti patologici del tessuto cerebrale.
• Spettroscopia multinucleare (MRS): misurazione delle anomalie metaboliche. Da informazioni strutturali e Istologiche ultrastrutturali, relative all’integrità neuronale, alla proliferazione e degradazione cellulare, al metabolismo energetico.
• Arterial Spin Labeling (ASL): misura non invasiva di perfusione sanguigna cerebrale. Lo studio dell’emodinamica cerebrale (flusso sanguigno) da informazioni sulla funzionalità fisiologica, il metabolismo e il flusso locale di sangue cerebrale.
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All’analisi sul singolo soggetto seguirà un’analisi di gruppo e il confronto con un gruppo di controllo.

Studio dei danni cerebrali
Lo studio sui danni cerebrali si configura come un successivo completamento delle acquisizioni funzionali del craving/resisting, con acquisizioni volumetriche di RM per lo studio di parametri quantitativi (ad es. analisi dello spessore corticale del tessuto cerebrale), al fine di valutarne in vivo le caratteristiche morfometriche. Tali parametri, integrati e correlati a quelli ottenuti dagli screening neuropsicologici atti a valutare le funzioni cognitive, permetteranno di avere informazioni scientifiche su tutte le strutture corticali e sottocorticali. In particolare lo studio dello spessore corticale unitamente alle indagini strutturali tramite ricostruzione delle fibre di sostanza bianca (Diffusion Tensor Imaging - DTI), dello studio dei metaboliti cerebrali (Spettroscopia – MRS) e delle variazioni di flusso sanguigno cerebrale (Arterial Spin Labeling - ASL) permetterà di arrivare ad una precoce definizione deimarker neurali che caratterizzano un cervello che assume o ha assunto droghe.
Nello studio sui danni cerebrali con RM verranno inoltre reclutati due gruppi particolari di soggetti; chi è affetto da HIV/AIDS e chi fa uso di eroina inalata. Scopo dello studio sarà quello di fornire importanti informazioni sulla presenza di alterazioni della sostanza bianca cerebrale (casi di leucoencefalopatia spongiforme già segnalata in soggetti che fanno uso di eroina inalata) e alterazioni metaboliche nei processi infiammatori dell’encefalo che si sviluppano con l’uso di droghe.