Come cambiano le caratteristiche elettriche del cervello quando l’acufene diventa cronico

Le orecchie sono fatte per ascoltare i suoni del mondo che ci circonda, ma per alcune persone il suono proviene dall’interno.

L’acufene fa sì che le persone sentano un ronzio o altri rumori in uno o entrambe le orecchie o nella testa, anche quando non c’è alcun suono esterno. Sebbene l’acufene sia spesso associato alla perdita dell’udito, una parte considerevole di individui con soglie uditive clinicamente normali ne soffre comunque, e il meccanismo sottostante rimane oscuro per gli scienziati. Uno studio recente ha indagato come cambiano i modelli di rete cerebrale man mano che l’acufene progredisce da una condizione di recente insorgenza a una condizione cronica di lungo termine in persone con udito clinicamente normale.

Dopo aver registrato l’attività elettrica cerebrale di persone affette da acufene acuto e cronico, i ricercatori hanno scoperto che le due condizioni presentano profili neurofisiologici molto diversi. Le persone con acufene di recente insorgenza mostravano uno squilibrio tra due importanti reti cerebrali: la rete di salienza, che rileva i segnali salienti o potenzialmente minacciosi, e la rete di controllo esecutivo, che supporta l’attenzione e il processo decisionale. Il cervello aumentava significativamente la sua attenzione sulla prima, diminuendo al contempo l’attività della seconda. Chi soffriva di acufene cronico mostrava un passaggio molto più equilibrato tra queste reti, il che significa che il cervello iniziava ad adattarsi anziché peggiorare.

I risultati sono stati pubblicati su iScience .

Monitoraggio dei cambiamenti nelle reti neurali

Circa il 10-15% degli adulti in tutto il mondo convive con questa condizione neurologica debilitante. La maggior parte degli studi che esaminano i cambiamenti neurologici associati all’acufene si concentra su partecipanti con perdita dell’udito. Ciò ha reso quasi impossibile stabilire se le modifiche cerebrali osservate fossero causate dall’acufene stesso o semplicemente da una reazione del cervello alla perdita dell’udito.

Nelle persone con risultati normali ai test dell’udito, l’acufene spesso è riconducibile a sottili alterazioni dell’orecchio interno che i test standard non riescono a rilevare. È causato da una sinaptopatia cocleare, in cui si verifica una perdita di connessione tra le cellule ciliate interne e le fibre del nervo uditivo. Oltre ai suoni fantasma, questo può provocare una perdita dell’udito alle alte frequenze, superiori a 8 kHz, una gamma che i test di routine non rilevano. Queste piccole alterazioni nell’orecchio possono portare a cambiamenti più significativi nel cervello, compromettendo il funzionamento di reti neurali chiave quando la condizione è nuova e acuta, rispetto a quando diventa cronica.

In questo studio, i ricercatori hanno confrontato direttamente i cambiamenti neurologici nelle diverse fasi della patologia in persone con udito normale. Il team ha reclutato 45 partecipanti e li ha divisi in tre gruppi uguali di 15: acufene acuto, acufene cronico e gruppo di controllo sano senza acufene. L’attività cerebrale è stata registrata utilizzando una cuffia per elettroencefalografia (EEG) a 64 canali, che ha catturato istantanee rapide, della durata di millisecondi, dell’attività elettrica cerebrale. I ricercatori si sono concentrati su quattro mappe di microstati EEG – Classi A, B, C e D – che corrispondono rispettivamente alle reti uditiva, visiva, di salienza ed esecutiva.

I dati raccolti sono stati quindi analizzati utilizzando l’analisi di rete funzionale dinamica (DFN), che ha esaminato l’efficacia con cui diverse parti del cervello all’interno dei microstati comunicavano e a quali velocità, o bande di frequenza, che vanno dalle onde delta lente alle onde gamma veloci.

Il team ha scoperto che l’acufene non è una condizione fissa, ma un processo dinamico in cui il cervello si riorganizza man mano che il disturbo progredisce. Durante la fase iniziale dell’acufene (meno di 6 mesi), il cervello si trova in uno stato di squilibrio e ipervigilanza. La rete di salienza diventa più attiva, mentre la rete esecutiva diventa meno attiva.

Quando l’acufene diventa cronico, il cervello si riequilibra in modo compensatorio per trovare un nuovo stato di normalità. I ​​suoi schemi di attività diventano più stabili nel tempo, passando da un’attività ad alta frequenza a onde a bassa frequenza (bande delta e beta) nelle reti esecutive e uditive, riacquistando così il controllo sul suono fantasma percepito da chi soffre di questa condizione.

Mentre l’analisi standard della connettività statica non ha rilevato differenze tra i gruppi, l’approccio dinamico sì, suggerendo che le caratteristiche neurali dell’acufene siano transitorie piuttosto che costanti. L’approccio dello studio ha permesso di osservare come il cervello riorganizza le sue reti in tempo reale. Le caratteristiche distintive riscontrate nelle diverse fasi dell’acufene non solo offrono nuove prospettive sui meccanismi alla base del disturbo, ma potrebbero anche fungere da biomarcatori per aiutare i medici a distinguere l’acufene di recente insorgenza da quello cronico e ad adattare di conseguenza le cure.

Punti salienti

• L’acufene acuto rivela uno squilibrio nella rete esecutiva e di salienza.

• L’acufene cronico presenta un riequilibrio compensatorio tramite l’adattamento della rete a bassa frequenza.

• È stato applicato un approccio integrato di microstati e reti funzionali dinamiche

• Tutti i pazienti presentavano acufene con udito normale, isolando gli effetti specifici dell’acufene

Riepilogo

L’acufene in pazienti con udito normale suggerisce meccanismi centrali, tuttavia le dinamiche delle reti cerebrali specifiche per fase rimangono poco chiare. Questo studio ha indagato i pattern delle reti cerebrali specifici per fase in pazienti con acufene e udito normale utilizzando l’elettroencefalografia (EEG) a microstati e l’analisi delle reti funzionali dinamiche (DFN). L’EEG a riposo è stato registrato da 45 partecipanti (15 con acufene acuto, <6 mesi; 15 con acufene cronico, ≥6 mesi; e 15 controlli sani). I risultati hanno mostrato che l’acufene acuto comportava un maggiore coinvolgimento della rete di salienza e una ridotta partecipazione della rete esecutiva centrale, con transizioni sbilanciate verso l’elaborazione della salienza. L’acufene cronico ha mostrato transizioni normalizzate ma una maggiore varianza globale spiegata, indicando una maggiore stabilità della rete. L’analisi DFN ha rivelato un’elevata efficienza nella banda gamma nella rete esecutiva durante l’acufene acuto, mentre l’acufene cronico ha mostrato un’aumentata efficienza a bassa frequenza (δ/β) nelle reti esecutive e uditive. Questi risultati dimostrano profili neurofisiologici distinti nelle diverse fasi dell’acufene: uno squilibrio acuto tra salienza ed esecutività con sincronia anomala ad alta frequenza rispetto a un riequilibrio compensatorio cronico attraverso l’adattamento a bassa frequenza, fornendo un quadro di riferimento per l’identificazione di biomarcatori specifici per ciascuna fase.

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