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La tecnologia di scansione potrebbe aiutare a diagnosticare la malattia di Alzheimer usando la luce

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I ricercatori dei Veterans Affairs con i sistemi sanitari VA Bedford e VA Boston nel Massachusetts hanno sviluppato una tecnica ottica non invasiva per aiutare a rilevare la malattia di Alzheimer. La nuova tecnica utilizza la spettroscopia - misurando come la luce viene diffusa e assorbita quando passa attraverso la materia - per identificare i cambiamenti strutturali nel cervello.

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Questo metodo di scansione potrebbe diventare un metodo semplice e completamente non invasivo di rilevamento precoce dell'Alzheimer, secondo i ricercatori, e ha anche un potenziale come un modo per valutare l'efficacia del trattamento.

"Questa tecnologia è significativa perché sonda le strutture biochimiche e cellulari del cervello in modo non invasivo con una tecnica che è poco costosa e potrebbe essere messa in uso diffuso", spiega il dottor Eugene Hanlon del VA Bedford Healthcare System, autore corrispondente del documento. "Soprattutto, dà informazioni utili su coloro che hanno un lieve deterioramento cognitivo"

I risultati sono apparsi nel Journal of Alzheimer's Disease.

Mentre rilevare la malattia di Alzheimer in un paziente vivente è difficile, la tecnologia di imaging ha fatto passi avanti verso questo obiettivo negli ultimi anni. La tomografia a emissione di positroni (PET) e la risonanza magnetica (MRI) permettono immagini ad alta risoluzione delle caratteristiche del cervello. Queste scansioni possono mostrare i cambiamenti strutturali legati all'Alzheimer, come le fibre contorte all'interno delle cellule cerebrali e le placche amiloidi (proteine mal ripiegate che si accumulano tra le cellule cerebrali). Possono anche rilevare caratteristiche dinamiche come il modo in cui le cellule cerebrali usano il glucosio.

Tuttavia, le scansioni di imaging come PET e MRI sono costose, tecnicamente impegnative e contribuiscono poco alla diagnosi precoce. I ricercatori del VA hanno sviluppato una nuova tecnica che utilizza la luce per catturare informazioni chimiche e strutturali dal tessuto cerebrale. La tecnologia funziona posizionando due sonde a fibra ottica sulla superficie della tempia di un paziente. Una sonda fornisce luce nel vicino infrarosso in modo non invasivo e innocuo nel cervello del paziente. L'altra sonda raccoglie la luce che si disperde indietro.

La luce nel vicino infrarosso - luce appena al confine della regione infrarossa dello spettro elettromagnetico - è particolarmente utile per esaminare il cervello, secondo i ricercatori. Può penetrare profondamente nel tessuto perché la luce viene assorbita solo debolmente. Questo permette di sondare aree del cervello.

La spettroscopia funziona misurando come la luce si muove attraverso e rimbalza sulla materia. Sostanze diverse bloccano l'energia luminosa in misura diversa, causando l'assorbimento o la dispersione della luce. La luce viene colpita a diverse lunghezze d'onda di energia a seconda della materia con cui interagisce. Questi effetti vengono misurati confrontando la luce proveniente dalla fibra ottica sorgente con la luce raccolta dalla fibra rivelatrice. La luce rilevata differisce dalla luce iniziale a causa delle interazioni con il tessuto cerebrale.

In collaborazione con il Boston University's Alzheimer's Disease Center, i ricercatori hanno precedentemente dimostrato l'utilità di questa tecnologia utilizzando campioni di cervello autoptico da volontari deceduti. La spettroscopia nel vicino infrarosso è stata in grado di distinguere i cervelli confermati per avere l'Alzheimer da quelli senza. Confrontando la rifrazione della luce dal tessuto sano con quella dei cervelli malati, i ricercatori hanno identificato le caratteristiche di rifrazione del tessuto colpito dal morbo di Alzheimer.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno applicato questa tecnica a tre gruppi di volontari viventi: controlli sani, pazienti con decadimento cognitivo lieve e pazienti all'ultimo stadio che avevano una diagnosi di Alzheimer confermata dall'autopsia dopo la loro morte.

Hanno ideato un algoritmo informatico per identificare i modelli nei dati di spettroscopia. Attraverso questa analisi, i ricercatori hanno identificato due caratteristiche spettrali che segnalavano la differenza tra i pazienti con malattia di Alzheimer all'ultimo stadio dai controlli con funzioni cerebrali normali. Un piccolo aggiustamento di queste due caratteristiche ha permesso ai ricercatori di classificare utilmente i pazienti con decadimento cognitivo lieve secondo il grado di deterioramento. I ricercatori spiegano che una caratteristica spettrale potrebbe essere significativa per identificare l'inizio della malattia all'inizio, mentre l'altra potrebbe essere più significativa più tardi nella progressione dell'Alzheimer. Questi risultati sollevano la possibilità che il metodo potrebbe rilevare la malattia di Alzheimer in una fase iniziale, dicono i ricercatori.