- L’Alzheimer e il Parkinson sono malattie neurodegenerative che peggiorano gradualmente nel tempo. Attualmente mancano trattamenti efficaci per entrambe le condizioni.
- Le diagnosi precoci che utilizzano biomarcatori possono aiutare a rallentare la progressione della malattia o offrire prevenzione.
- Gli individui con Alzheimer e Parkinson spesso sperimentano cambiamenti nei modelli di attività cerebrale durante il sonno che possono essere rilevati mediante l’elettroencefalografia (EEG).
- Certo I modelli EEG osservati durante il sonno compaiono nelle prime fasi dell’Alzheimer e del Parkinson prima dell’insorgenza dei sintomi, che potrebbero fungere da biomarcatori.
- Scienziati in Danimarca stanno sviluppando un dispositivo EEG in-ear indossabile e facile da usare per monitorare i modelli di sonno a casa e consentire uno screening diffuso per l’Alzheimer e il Parkinson.
Le stime del World Alzheimer Report 2021 indicano che quasi il 75% dei casi di demenza in tutto il mondo non sono diagnosticati. Ciò evidenzia la necessità di robusti biomarcatori per lo screening e la diagnosi di individui con disturbi neurodegenerativi.
Attualmente mancano trattamenti efficaci per condizioni neurodegenerative come il morbo di Alzheimer e il morbo di Parkinson, e le diagnosi precoci possono aiutare a ritardare o prevenire queste condizioni.
Gli individui con Alzheimer o Parkinson iniziano a mostrare disturbi del sonno e cambiamenti nei livelli di attività cerebrale durante il sonno sin dalle prime fasi di queste condizioni. Pertanto, i modelli di attività cerebrale durante il sonno potrebbero essere utilizzati come biomarcatori per le condizioni neurodegenerative.
Ora, i ricercatori in Danimarca stanno sviluppando un dispositivo per elettroencefalografia (EEG) indossabile facile da usare che assomiglia a delle cuffie in-ear per misurare i livelli di attività cerebrale durante il sonno.
Oltre a misurare le onde cerebrali, il dispositivo consente anche la misurazione di altre variabili legate al sonno. Il dispositivo include un ossimetro per misurare i livelli di ossigeno nel sangue, un termometro per la temperatura corporea e un microfono per valutare la frequenza cardiaca e respiratoria.
Gli scienziati sperano che lo sviluppo di questo dispositivo di facile utilizzo faciliti lo screening su larga scala per l’Alzheimer e il Parkinson nella popolazione generale.
Tecnologia “così semplice da poter essere utilizzata a casa”
Questo progetto è uno sforzo collaborativo tra i ricercatori del Rigshospitalet, dell’Università di Aarhus e di T&W Engineering, un’azienda di tecnologia sanitaria. Questo progetto, intitolato “Valutazione della progressione nei disturbi neurodegenerativi dell’invecchiamento (PANDA)”, sarà condotto nell’arco di 4 anni.
Dopo aver sviluppato questo dispositivo EEG in-ear con altri sensori di monitoraggio del sonno, i ricercatori intendono testare questo dispositivo per la sua capacità di discriminare tra individui con o senza malattia di Alzheimer o Parkinson in una sperimentazione clinica come parte di questo progetto.
Il Prof. Poul Jørgen Jennum, neurofisiologo clinico presso l’Università di Copenaghen e uno dei ricercatori coinvolti in questa iniziativa, osserva in un comunicato stampa:
“Speriamo di poter utilizzare l’EEG auricolare per sostituire in parte l’attuale e un po’ più fastidioso monitoraggio del sonno. Cercheremo di rendere la tecnologia così semplice da poter essere utilizzata a casa e per un periodo di tempo più lungo. Idealmente, speriamo che sia possibile misurare il proprio sonno per alcuni giorni, settimane o addirittura mesi all’anno.
Il prof. Jennum aggiunge che lo scopo dell’attuale ricerca sua e dei suoi colleghi sul dispositivo EEG in-ear “è identificare i cambiamenti che possono essere segni precoci di gravi malattie cerebrali come l’Alzheimer e il morbo di Parkinson e diagnosticare i pazienti più facilmente e prima di oggi”.
“Questo sarebbe un grande vantaggio. Un altro vantaggio è che possiamo esaminare i pazienti nella loro vita quotidiana e monitorare i cambiamenti nei modelli di sonno e l’effetto dei trattamenti. Ciò rende la potenziale tecnologia EEG dell’orecchio un buon strumento di screening che può essere utilizzato a casa, proprio come un misuratore di pressione sanguigna “, afferma il ricercatore.
I ricercatori intendono testare questo dispositivo per la sua capacità di discriminare tra individui con o senza malattia di Alzheimer o Parkinson come parte del progetto.
Cambiamenti cerebrali come biomarcatori della demenza
I cambiamenti nella struttura e nella funzione del cervello durante lo sviluppo dell’Alzheimer e del Parkinson iniziano molto prima dell’insorgenza dei sintomi.
Pertanto, i cambiamenti nella struttura e nella funzione del cervello possono essere utilizzati come biomarcatori per queste condizioni.
La caratterizzazione di tali biomarcatori potrebbe facilitare lo sviluppo di terapie per la prevenzione di queste condizioni neurodegenerative in individui a rischio.
Nel corso degli anni, gli studi hanno mostrato cambiamenti nell’attività cerebrale, misurata mediante EEG, in soggetti con Alzheimer e Parkinson. L’EEG prevede l’uso di elettrodi posizionati sul cuoio capelluto per registrare l’attività elettrica nel cervello.
I neuroni nel cervello producono piccoli impulsi elettrici per comunicare tra loro. L’elettroencefalografia misura l’attività collettiva di una popolazione di neuroni che appare come onde cerebrali di una frequenza specifica. Queste onde cerebrali compaiono anche mentre un organismo sveglio non è impegnato in un’attività e durante il sonno.
I cambiamenti nei modelli di sonno, inclusa l’incidenza dei disturbi del sonno, sono strettamente associati ai disturbi neurodegenerativi. Questi cambiamenti nei modelli di sonno possono essere osservati come alterazioni nei modelli EEG, che possono essere utilizzati come biomarcatori.
Schemi del sonno nell’Alzheimer
Gli studi che esaminano i modelli di attività cerebrale di individui svegli con malattia di Alzheimer a riposo utilizzando l’EEG hanno mostrato cambiamenti nei ritmi nella corteccia, che è coinvolta nelle funzioni cognitive, tra cui la memoria e il pensiero.
Nello specifico, questi cambiamenti negli individui con malattia di Alzheimer includono il rallentamento dei pattern EEG che comportano un aumento delle onde a bassa frequenza e una diminuzione delle onde ad alta frequenza nella corteccia.
In particolare, questi cambiamenti nei modelli di attività cerebrale sono associati ad alterazioni nella struttura e nella funzione del cervello osservate negli individui con malattia di Alzheimer. Questi cambiamenti nei modelli EEG sono presenti nelle prime fasi della malattia di Alzheimer, suggerendo la loro idoneità come biomarcatore per questa condizione.
Gli individui con Alzheimer tendono a svegliarsi più frequentemente durante la notte e rimanere svegli più a lungo. Gli individui con Alzheimer mostrano anche cambiamenti nelle caratteristiche specifiche dei modelli di attività cerebrale EEG durante tutte le fasi del sonno.
Ad esempio, studi su individui con malattia di Alzheimer hanno mostrato un rallentamento dei pattern EEG durante la fase del sonno con movimento rapido degli occhi, simile a quello osservato durante il riposo.
Questi schemi EEG durante il sonno sono associati alla memoria e all’apprendimento, e i cambiamenti nei modelli di attività cerebrale potrebbero essere alla base dei deficit in questi domini cognitivi nell’Alzheimer.
L’evidenza suggerisce che questi cambiamenti nei modelli EEG durante il sonno sono un predittore più accurato dei deficit cognitivi negli individui con malattia di Alzheimer rispetto ai modelli cerebrali durante lo stato di veglia.
In particolare, gli studi hanno dimostrato che i pattern EEG possono distinguere con precisione tra il morbo di Alzheimer e altre forme di demenza.
Schemi del sonno nel Parkinson
Allo stesso modo, anche gli individui con malattia di Parkinson mostrano disturbi del sonno e alterazioni nelle fasi del sonno, come una riduzione del tempo trascorso nella fase REM.
Gli individui con malattia di Parkinson mostrano anche un rallentamento dei pattern EEG e questi cambiamenti in questi pattern di attività cerebrale spesso compaiono prima dei deficit nella funzione motoria.
Gli studi hanno anche dimostrato che le interruzioni del sonno e i cambiamenti nei modelli EEG del sonno nei modelli murini della malattia di Parkinson.
Come il dispositivo EEG aiuterebbe
C’è bisogno di biomarcatori poco costosi e facilmente accessibili per lo screening delle popolazioni più ampie per le malattie neurodegenerative come l’Alzheimer e il morbo di Parkinson.
Questo dispositivo in-ear indossabile potrebbe essere facilmente utilizzato a casa durante il sonno, consentendo così misurazioni multiple e regolari dei modelli di attività cerebrale durante il sonno.
Inoltre, questa tecnologia potrebbe potenzialmente distinguere e identificare diverse condizioni neurodegenerative in una fase iniziale.
Il dottor Steven Allder, un neurologo consulente presso Re:Cognition Health, non coinvolto in questo studio, ha detto Notizie mediche oggi:
“C’è un’enorme necessità di identificare con precisione i pazienti nelle prime fasi delle condizioni neurodegenerative legate all’età come l’Alzheimer e il morbo di Parkinson. Ogni malattia neurodegenerativa ha una fisiopatologia sottostante molto distinta; pertanto, dovrebbe essere possibile rilevare precocemente ciascuna malattia. Farlo sarebbe rivoluzionario”.
Il dottor Allder ha anche osservato che questa tecnica basata sull’EEG “potrebbe avere applicazioni ben oltre una diagnosi precoce di queste condizioni”.
“Il segnale EEG è una ricca fonte di dati, quindi farei una previsione [the researchers] alla fine avrà successo. Questo è un altro segno che la neurologia sta entrando in un paradigma di cura completamente nuovo”, ha aggiunto.
