Oltre un miliardo di persone in tutto il mondo convive con uno o più disturbi mentali che influenzano l’umore, i processi cognitivi e il comportamento, con ripercussioni di varia entità sulla vita quotidiana. Identificare le variazioni nella struttura e nell’organizzazione cerebrale comunemente associate ai disturbi mentali potrebbe contribuire a sviluppare strumenti più efficaci per la diagnosi di queste patologie o a creare piani di trattamento personalizzati.
Ricercatori dell’Ospedale Universitario di Copenaghen e dell’Università di Copenaghen hanno recentemente analizzato migliaia di scansioni cerebrali e cartelle cliniche raccolte in Danimarca per identificare le variazioni strutturali del cervello associate ai disturbi mentali. I loro risultati, pubblicati su Molecular Psychiatry , sono in linea con alcune osservazioni precedenti, che mostrano come i disturbi mentali siano associati a un talamo e un’amigdala più piccoli, ventricoli più grandi e uno strato cerebrale esterno (ovvero la corteccia) più sottile.
“Per anni, la ricerca sulla neuroimmagine in psichiatria si è basata su set di dati accuratamente selezionati da studi di ricerca di dimensioni ridotte, con criteri di inclusione variabili”, hanno dichiarato a Medical Xpress Stefano Cerri e il professor Michael Eriksen Benros, rispettivamente primo e autore senior dell’articolo.
“Un consorzio chiamato ENIGMA ha svolto un lavoro straordinario raccogliendo questi set di dati a livello mondiale, ma è stato ostacolato dalla dipendenza da statistiche riassuntive provenienti da studi precedenti, con criteri di inclusione diversi e una disponibilità variabile di dati clinici. Continuavamo a porci una semplice domanda: che dire di tutte le risonanze magnetiche che vengono già acquisite quotidianamente negli ospedali come parte della normale assistenza clinica?”
Analisi di migliaia di scansioni MRI cliniche
In Danimarca, le scansioni cerebrali effettuate con una tecnica di imaging non invasiva chiamata risonanza magnetica (RM) vengono collegate alle cartelle cliniche elettroniche dei rispettivi pazienti. Ciò facilita ai ricercatori l’esplorazione delle connessioni tra la struttura cerebrale dei pazienti e specifici aspetti della loro storia clinica.
“Volevamo verificare se queste scansioni ‘nel mondo reale’, che possono essere meno precise e di qualità inferiore rispetto a quelle raccolte specificamente per scopi di ricerca, potessero comunque rivelare le differenze cerebrali evidenziate dal Consorzio ENIGMA”, hanno affermato Cerri e Benros. “Se così fosse, si aprirebbe la strada allo studio dei disturbi mentali su una scala prima inimmaginabile, spianando la strada a nuove conoscenze biologiche su tali disturbi.”
Cerri, Benros e i loro colleghi hanno inizialmente analizzato tutte le risonanze magnetiche cerebrali cliniche raccolte nella parte orientale della Danimarca nel corso del 2019, utilizzando le cartelle cliniche elettroniche per identificare i pazienti a cui era stato diagnosticato un disturbo mentale poco prima o dopo l’esecuzione della risonanza. Hanno inoltre selezionato pazienti senza patologie psichiatriche o neurologiche note, in modo da poter confrontare le loro scansioni cerebrali con quelle di pazienti affetti da disturbi mentali.
Il team ha analizzato i dati raccolti da oltre 23.000 pazienti residenti in Danimarca, selezionandone 4.800 che soddisfacevano i criteri di inclusione per il loro studio. I dati analizzati sono stati archiviati su una piattaforma di ricerca sicura utilizzando pseudonimi che tutelano la privacy dei pazienti.
“Per misurare il cervello, abbiamo utilizzato un nuovo strumento chiamato ‘recon-all-clinical’, specificamente progettato per gestire le scansioni a bassa risoluzione e di diversa natura che si ottengono in contesti clinici reali”, hanno affermato Cerri e Benros. “Ci ha fornito misurazioni dello spessore corticale e dei volumi di diverse regioni cerebrali, che abbiamo poi confrontato tra pazienti e soggetti di controllo, tenendo conto di fattori importanti come età, sesso e lo scanner utilizzato.”
Le principali osservazioni dello studio e le loro implicazioni
Cerri, Benros e i loro colleghi hanno osservato specifiche variazioni nella struttura cerebrale, più frequenti nelle persone con diagnosi di disturbi mentali. In particolare, hanno riscontrato che le persone con gravi disturbi mentali presentavano un talamo più piccolo, un’amigdala più piccola, ventricoli più grandi (ovvero cavità piene di liquido al centro del cervello) e una corteccia cerebrale più sottile.
“Ciò che ci ha colpito di più è che le differenze cerebrali riscontrate in decenni di studi di ricerca si sono ripresentate anche nei nostri dati clinici”, hanno affermato Cerri e Benros.
“Si tratta di una conferma importante: significa che le scansioni ospedaliere di routine sono efficaci anche nel rilevare questi sottili cambiamenti, se utilizzate su larga scala. Poiché ogni scansione può essere collegata a una storia clinica completa, possiamo anche iniziare a porci domande a cui le tradizionali coorti di ricerca semplicemente non possono rispondere, come ad esempio in che modo i farmaci, le comorbidità o lo stadio della malattia influenzano ciò che osserviamo nel cervello.”
I risultati di questo recente studio potrebbero presto essere combinati con osservazioni precedenti per creare un quadro chiaro e coerente di come i disturbi mentali si manifestano nel cervello. Ciò potrebbe potenzialmente guidare lo sviluppo di strumenti computazionali basati sull’intelligenza artificiale per prevedere questi disturbi a partire da scansioni cerebrali, insieme ad altre soluzioni diagnostiche e terapeutiche.
“In un’ottica più ampia, i dati clinici, se combinati con le cartelle cliniche, potrebbero rivelarsi più preziosi dei soli dati di ricerca per la comprensione dei disturbi mentali, perché riflettono i pazienti reali che i medici incontrano quotidianamente”, hanno affermato Cerri e Benros. “Questo rappresenta un passo avanti verso una migliore stratificazione dei pazienti e, in definitiva, verso un supporto più efficace alle decisioni diagnostiche e terapeutiche.”
Direzioni future della ricerca
Lo studio del team si è concentrato solo sulle risonanze magnetiche raccolte nel 2019, tuttavia il database medico danese contiene dati che coprono diversi anni. In futuro, i ricercatori vorrebbero utilizzare tutti i dati pertinenti disponibili per condurre analisi longitudinali , al fine di comprendere meglio come cambia il cervello delle persone prima e dopo la diagnosi di un disturbo mentale.
“Abbiamo davvero solo scalfito la superficie”, hanno affermato Cerri e Benros. “Seguire gli stessi pazienti nel tempo per monitorare i cambiamenti del loro cervello e, idealmente, individuare i segnali precoci prima che un disturbo si sviluppi completamente o peggiori.”
Nell’ambito delle loro future ricerche, Cerri e Benros vorrebbero estendere le loro analisi per includere una gamma più ampia di disturbi mentali. Infatti, alcune patologie, come il disturbo bipolare e il disturbo da deficit di attenzione (ADHD), sono state escluse dal loro recente studio, poiché il campione di dati disponibile per questi disturbi era troppo ridotto.
“C’è ancora molto da esplorare su come fattori quali la durata della malattia, l’età di insorgenza e l’esposizione cumulativa ai farmaci influenzino il cervello”, hanno aggiunto i ricercatori. “L’obiettivo a lungo termine è quello di collegare le immagini acquisite nella pratica clinica con i dati clinici reali, in modo da poter individuare sottogruppi di pazienti con una maggiore base biologica, facilitando approcci di psichiatria di precisione che portino a miglioramenti nel trattamento.”
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