Demenza di Alzheimer: un nuovo studio EEG esplorativo valuta l'effetto neurofisiologico di una sessione di TPS

La stimolazione transcranica a impulsi (TPS) utilizza onde d'urto brevi e ripetitive con il potenziale di fornire un'ampia gamma di cambiamenti vascolari, metabolici e neurotrofici. Tra le caratteristiche positive della TPS vi sono la buona precisione spaziale nella stimolazione delle regioni cerebrali e la possibilità di raggiungere strutture cerebrali più profonde rispetto ad altre tecniche di stimolazione cerebrale non invasiva (TMS e tDCS), nonché l'adattabilità dei parametri di stimolazione, che porta a trattamenti individuali e mirati dei pazienti. Una delle sfide scientifiche attuali consiste nel comprendere più a fondo gli effetti neurofisiologici della stimolazione e l'interazione tra le onde sonore generate dalla TPS e il tessuto. 

L'obiettivo di un nuovo studio esplorativo di Wojtecki et al. [1] è stato quello di utilizzare le misurazioni elettroencefalografiche (EEG) per comprendere l'effetto neurofisiologico di una sessione di TPS nella demenza di Alzheimer (AD). Gli autori documentano cambiamenti nella potenza spettrale (frontale e occipitale), nella coerenza (frontale, occipitale e temporale), nell'entropia di Tsallis (temporale e frontale) e nell'accoppiamento di frequenze (cross-frequency coupling - parietale-frontale, parietale-temporale, frontale-temporale). I risultati sottolineano il ruolo delle misure elettroencefalografiche come marcatori prospettici dell'effetto neurofisiologico della TPS. 

Metodi
Dieci pazienti Alzheimer (2 donne, 8 uomini; età 69,2 ± 7,1 anni) con sintomi cognitivi lievi (3), moderati (5) e gravi (2) sono stati reclutati per l'analisi EEG. Per misurare i cambiamenti neurofisiologici, le misure EEG sono state registrate prima e dopo la prima sessione di una serie di trattamenti TPS. 

Il protocollo di trattamento TPS era di 4 Hz, 0,20 mJ/mm² per impostazione predefinita. Il protocollo di stimolazione era simile a quello di Beisteiner et al. [2] e comprendeva la corteccia frontale bilaterale, la corteccia parietale laterale bilaterale e la corteccia precuneale estesa. A differenza di Beisteiner et al. è stata inclusa anche la corteccia temporale bilaterale. 

Risultati, discussione e conclusioni
Gli autori hanno documentato vari effetti neurofisiologici e cambiamenti significativi dopo il trattamento TPS: 

1. Aumento della potenza a livello occipitale e frontale (theta-alfa, alfa-beta-gamma e beta-gamma) 
2. Aumento della coerenza a livello temporale (alfa-beta) e diminuzione a livello occipitale e parietale-frontale completo (theta) 
3. Aumento dell'entropia di Tsallis (TE) in corrispondenza delle regioni fronto-polari e temporali 
4. Cambiamenti nell'accoppiamento delle frequenze (cfc cross-frequency coupling) (parietale-fronto-polare, frontopolare, temporale, frontale-completo-temporale, parietale-temporale) 

Nella sezione di discussione dell'articolo, gli autori evidenziano alcuni dei loro risultati per dimostrare che i cambiamenti significativi e le tendenze statistiche dopo una sessione di TPS potrebbero effettivamente suggerire un effetto biologico diretto o indiretto sul cervello e potrebbero essere indicativi di un effetto positivo fornito dalla stimolazione. Essi sottolineano in particolare gli effetti riportati sulle oscillazioni gamma, che potrebbero andare oltre le reti elettriche funzionali pure. È stato descritto che l'aumento della potenza gamma può essere riscontrato dopo la gamma-tACS (stimolazione transcranica a corrente alternata) in concomitanza con la diminuzione dei livelli di beta-amiloide nell'ippocampo nell'AD [3]. Pertanto, i cambiamenti TPS sulle reti gamma dovrebbero essere osservati con particolare interesse, poiché le onde d'urto potrebbero influenzare il sistema di clearance glinfatica del cervello. 

Gli autori concludono che i loro risultati supportano il ruolo di una sessione di TPS nel modulare l'attività oscillatoria e la connettività delle reti elettriche cerebrali, con potenziali implicazioni nel funzionamento cognitivo e nella modulazione della plasticità. Per chiarire la prospettiva delle misure EEG come biomarcatori neurofisiologici di TPS, gli studi futuri dovrebbero considerare gli effetti di TPS in diversi momenti e dopo diverse sessioni in relazione ai punteggi cognitivi. 

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Fonti:
1. Wojtecki, L., Cont, C., Stute, N. et al. Electrical brain networks before and after transcranial pulsed shockwave stimulation in Alzheimer’s patients. GeroScience (2024). https://doi.org/10.1007/s11357-024-01305-x.
2. Beisteiner R, Matt E, Fan C, Baldysiak H, Schönfeld M, Philippi Novak T, et al. Transcranial pulse stimulation with ultrasound in Alzheimer’s disease—a new navigated focal brain therapy. Adv Sci. 2020;7:1902583. https://doi.org/10.1002/advs.201902583.
3. Wu L, Cao T, Li S, Yuan Y, Zhang W, Huang L, Cai C, Fan L, Li L, Wang J, Liu T, Wang J. Long-term gamma transcranial alternating current stimulation improves the memory function of mice with Alzheimer’s disease. Front Aging Neurosci. 2022;15(14):980636. https:// doi. org/ 10. 3389/ fnagi. 2022. 980636.