Studio sulla Plasticità Cerebrale

Plasticita’ cerebrale

Il nostro studio e’ stato condotto su pazienti affetti da Sclerosi Multipla (eta’ tra 25 e 57 anni) ed ha fornito dati che dimostrano: 1. La gravita’ della sintomatologia neurologica non corrisponde alla dimensione della lesione evidenziata dalla RMN; 2. La gravita’ della sintomatologia neurologica non dipende dall’eta’ del paziente o dalla durata della malattia; 3. Nella maggior parte dei casi siamo stati testimoni di un miglioramento della sintomatologia, nonostante la RMN continuasse ad evidenziare le stesse o anche nuove placche. Sulla base di esperienze cliniche riportate dalla letteratura che suggerivano di sfruttare il potere della plasticita’ neuronale del corpo stesso per il trattamento di casi di degenerazione del sistema nervoso centrale, abbiamo elaborato un protocollo mirato a stimolarla (o indurla), basato su farmaci autorizzati e gia’ in commercio anche in Italia. Tutti i pazienti sono stati sottoposti ad esami clinici annuali, neuropsicologici, neurofisiologici e di risonanza magnetica, su un periodo medio di osservazione di cinque anni e hanno rigorosamente seguito la terapia prescritta loro dai neurologi. Ad un successivo controllo sono stati trovati tutti stazionari ( I.P. sesso maschile 32 anni e A.P. sesso femminile 25 anni, in netto miglioramento).

Introduzione

La meta’ dei pazienti con neurite ottica “idiomatica” presenta, alla RMN, lesione cerebrali “silenti“. Inizialmente focolai di mielosi alla RM si riscontrano solo nel 10% dei casi. Il cervello umano contiene qualcosa come 100 miliardi di neuroni, unita’ funzionali impiegate nella trasmissione e nella elaborazione dei segnali elettrici e chimici all’interno del nostro organismo. Queste cellule neuronali sono interconnesse tra di loro grazie alla presenza di un’infinita’ di sinapsi, piccolissime strutture nervose il cui numero viene stimato dai 100 ai 1000 trilioni di unita’. Fino a poco tempo fa si riteneva che il cervello fosse un organo “rigido” le cui cellule non fossero piu’ in grado di riprodursi dopo la nascita. Ora, invece, si e’ visto che le cellule dell’ippocampo, area decisiva per l’apprendimento e per la memoria, si rigenerano e che il sistema nervoso centrale e’ notevolmente plastico, “progettato per risolvere i suoi problemi“. Esperimenti condotti su svariati animali hanno dimostrato che la forza delle sinapsi puo’ modificarsi nell’arco di periodi compresi tra alcuni millisecondi e vari mesi. I meccanismi cellulari alla base di questi cambiamenti sono verosimilmente costituiti da modificazioni transitorie dei processi di neurotrasmissione sinaptica. E’ probabile che la maggior parte di queste modificazioni sia dovuta a fenomeni di rafforzamento o di indebolimento delle sinapsi gia’ presenti piuttosto che a una radicale riorganizzazione dei circuiti e delle connessioni della corteccia cerebrale. Benche’ il numero dei neuroni sia gia’ definitivamente stabilito fin dalla prima infanzia, il cervello continua a presentare fin dall’adolescenza un fenomeno chiamato plasticita’ neuronale. Esso consiste nella produzione o eliminazione di sinapsi, nella progressiva mielinizzazione di fibre nervose, nelle variazioni della concentrazione di neurotrasmettitori e dei sistemi della loro neutralizzazione, infine nella variazione del numero dei recettori dei differenti neurotrasmettitori. Questi processi di plasticita’ neuronale sono controllati, in parte, dagli stessi neurotrasmettitori. Ad esempio, variazioni nelle concentrazioni della dopamina nelle sinapsi possono modificare in piu’ o in meno il numero dei recettori di questo neurotrasmettitore. Un ruolo particolarmente importante nei processi di sinaptogenesi svolge l’acido glutammico. Questo neurotrasmettitore eccitatorio agendo in particolari recettori chiamati NMDA decide sul “destino” di certi neuroni e di certe connessioni neuronali.

Attivita’ Scientifica Precedente

Neuroscienziati del Salk Institute for Biological Studies di La Jolla, in California, e dell’Universita’ di Cambridge, in Gran Bretagna, stanno mettendo a punto, utilizzando nuove tecniche di “brain imaging”, un modello per poter spiegare i processi funzionali del nostro cervello. Il modello finora messo a punto suggerisce che il cervello e’ una rete dinamica mutabile. Peculiarita’ che gli permette di aggiornarsi continuamente in funzione alle necessita’ comunicative e computazionali. Il modello e’ stato descritto in un articolo apparso sul periodico “Science”.

Glutammato e Sclerosi Multipla

In modelli sperimentali di Sclerosi Multipla e’ stata osservata una alterazione dell’omeostasi del glutammato. Lo studio compiuto da Ricercatori del Dipartimento di Neuroscienze dell’Universita’ di Perugina ha valutato se l’insulto eccitotossico contribuisce al processo patologico della Sclerosi Multipla. Sono stati misurati i livelli di glutammato e di aspartato nel liquido cerebrospinale dei pazienti con Sclerosi Multipla ed in 20 soggetti senza malattia del sistema nervoso centrale o periferico. Hanno preso parte allo studio 80 pazienti con Sclerosi Multipla di cui 25 con sclerosi multipla recidivante-remittente in fase stabile, 30 con sclerosi multipla recidivante-remittente durante recidiva e 25 con sclerosi multipla secondaria progressiva. I livelli di glutammato soni risultati piu’ alti nei pazienti con sclerosi multipla recidivante-remittente in fase di recidiva che in quelli in fase stabile e nei controlli (p<0.001). Significativamente piu’ alti livelli di glutammato sono stati trovati nei pazienti con sclerosi multipla secondaria progressiva e con un aumento di uno o piu’ punti alla scala EDSS rispetto ai pazienti con forma stabile di sclerosi multipla secondaria progressiva e nei soggetti di controllo (p<0.001). (Sarchielli P et al, Arch Neurol 2003) .

Sensibilita’ da denervazione e ipersensibilita’ postsinaptica

…”Se si taglia il motoneurone di un muscolo scheletrico e lo si lascia degenerare, gradualmente il muscolo diviene estremamente sensibile alla acetilcolina (sensibilita’ da denervazione). Se in un animale da esperimento si tagliano le fibre simpatiche postgangliari che innervano una delle iridi e parecchie settimane dopo si inietta noradrenalina endovena, la pupilla dal lato denervato si dilata molto mentre dal alto intatto si ottiene una risposta minore o meno prolungata. L’ipersensibilita’ della struttura postsinaptica al trasmettitore e’ dovuta in gran parte alla sintesi o alla attivazione di un maggior numero di ricettori…” (William F. Ganong, Fisiologia Medica 2001) .

Riorganizzazione dei campi recettivi corticali

Le proprieta’ dei campi dei campi recettivi sono state in genere considerate caratteristiche immutabili di ogni neurone dell’adulto, ma diverse ricerche hanno ormai dimostrati che per quanto concerne scimmie e gatti adulti anche i campi recettivi dei neuroni corticali e la stessa mappa retinotopica della corteccia visiva sono capaci di andare incontro ad un certo grado di riorganizzazione . se si produce una piccola lesione in punti corrispondenti delle due retine, il risultato e’ il venire meno delle due risposte in una regione chiaramente distinguibile dalla corteccia striata. Immediatamente dopo che si e’ prodotta la lesione i neuroni dell’area lesa diventano “muti” perche’ non ricevono piu’ stimoli da nessuno dei due occhi; nel giro di qualche ora, pero’, questi neuroni iniziano a reagire alla stimolazione delle regioni della retina vicine a quella dalla lesione. In seguito al prodursi della lesione le dimensioni della zona muta del talamo rimangono invariate, il che sta a significare che la sede di questa plasticita’ e’ corticale. La spiegazione piu’ plausibile di questi risultati relativi alla corteccia visiva e alla corteccia somatosensoriale e’ che i neuroni della corteccia cerebrale, benche’ normalmente rispondano nel modo piu’ efficace alla stimolazione di una piccola parte della relativa superficie sensoriale, ricevono connessioni sinaptiche, sia pure piu’ deboli ma pur sempre rilevanti, anche da latre regioni vicine: Allorquando venga soppressa la fonte principale degli stimoli che giungono ad un gruppo di neuroni come avviene nel caso di lesioni a carico della retina o nel caso dell’amputazione di un dito, gli stimoli provenienti da tali regioni vicine iniziano a manifestarsi apertamente e vengono a trovarsi rafforzati, sicche’ sono ora questi ultimi a fornire la fonte principale di eccitamento ai neuroni privati della loro fonte di stimolazione abituale.

Conclusioni

E’ risaputo che la perdita di mielina non interrompe la conduzione, ma la rallenta e che la velocita’ di conduzione dipende anche da altri fattori. Si sa inoltre che la maggior parte dei pazienti affetti da S.M. dopo la “pousse'” presentano lieve miglioramento, al quale non corrisponde trasformazione positiva della lesione evidenziata alla RMN. La spiegazione e’ da ricercare nella plasticita’ neurocerebrale. I processi di plasticita’ neuronale sono controllati, in parte, dagli stessi neurotrasmettitori. Parte delle sostanze attualmente conosciute ed identificate come tali sono anche ipotizzati come neuromodulatori. La capacita’ del sistema nervoso di modificarsi o plasticita’ del sistema nervoso, e’ particolarmente marcata nel corso del periodo dello sviluppo. Essa e’ attiva nel SNC poiche’ ha la capacita’ di trasformarsi, alterarsi, migliorarsi o anche scomparire cioe’ ammalarsi. L’esperienza da me vissuta nel mondo della Sclerosi Multipla mi induce a credere che il venir meno, con l’eta’, della plasticita’ potrebbe attribuirsi piu’ ad un disturbo che a una cosa fisiologica e naturale. In altre parole la diminuzione della neuroplasticita’ non e’ che una malattia da combattere! Dovremmo quindi cercare di stimolarla, compito, questo, di medici e scienziati. Attualmente stiamo riunendo la nostra esperienza con una piccola Casa Farmaceutica intenzionata a svolgere un lavoro per lo sviluppo e la commercializzazione dei trattamenti che mirano a migliorare la qualita’ di vita dei pazienti affetti da S.M. I nostri sforzi per indirizzare l’interesse verso il Progetto di Neuroplasticita’ sono stati continui e procederemo tenacemente per perseguire questo scopo.

Domande frequenti

Che cos’e’ la plasticita’ neuronale?

E’ la capacita’ del cervello di modificarsi nel tempo. Consiste nella produzione o eliminazione di sinapsi, nella progressiva mielinizzazione di fibre nervose, nelle variazioni della concentrazione di neurotrasmettitori e nella variazione del numero dei loro recettori. Benche’ il numero dei neuroni sia gia’ stabilito fin dalla prima infanzia, il cervello continua a presentare questo fenomeno fin dall’adolescenza.

La gravita’ della Sclerosi Multipla corrisponde alle lesioni visibili alla RMN?

No. Lo studio mostra che la gravita’ della sintomatologia neurologica non corrisponde alla dimensione della lesione evidenziata dalla RMN, ne’ dipende dall’eta’ del paziente o dalla durata della malattia. In molti casi si e’ osservato un miglioramento della sintomatologia nonostante la RMN continuasse a evidenziare le stesse o nuove placche.

Quale ruolo ha il glutammato nella Sclerosi Multipla?

In modelli sperimentali si osserva un’alterazione dell’omeostasi del glutammato. Lo studio dell’Universita’ di Perugia ha riscontrato livelli di glutammato piu’ alti nei pazienti con sclerosi multipla recidivante-remittente in fase di recidiva e in quelli con forma secondaria progressiva in peggioramento, rispetto ai controlli e alle forme stabili.

La perdita di neuroplasticita’ con l’eta’ e’ inevitabile?

Secondo l’esperienza riportata nello studio, il venir meno della plasticita’ con l’eta’ potrebbe attribuirsi piu’ a un disturbo che a un processo fisiologico naturale. In questa prospettiva la diminuzione della neuroplasticita’ viene considerata una condizione da combattere, stimolando attivamente la plasticita’ stessa.