Depressione, identificati schemi di “intrappolamento” cerebrale

La depressione potrebbe essere legata non solo ad alterazioni dell’attività di singole aree cerebrali, ma anche al modo in cui il cervello passa da uno stato funzionale all’altro. È quanto emerge da uno studio della Icahn School of Medicine del Mount Sinai, pubblicato online su Nature Communications, che ha individuato schemi distintivi nelle dinamiche cerebrali delle persone con depressione. I ricercatori hanno combinato tecniche avanzate di neuroimmagine e modelli matematici per osservare come il cervello si muove nel tempo tra diversi stati di attività. I risultati suggeriscono una forma di “intrappolamento dello stato cerebrale”: il cervello sarebbe più incline a entrare in determinati schemi di attività e meno capace di uscirne.

“Molti pazienti descrivono la depressione come la sensazione di essere bloccati in schemi negativi di pensiero, umore e comportamento”, ha affermato Yael Jacob, Ph.D., autrice senior dello studio. “I nostri risultati suggeriscono che questa sensazione di ‘blocco’ potrebbe riflettere cambiamenti misurabili nelle dinamiche cerebrali sottostanti”.

Dal cervello statico al cervello come sistema dinamico

Gran parte degli studi di neuroimaging sulla depressione si è concentrata finora sulle differenze nei livelli di attività tra diverse regioni cerebrali. Il gruppo del Mount Sinai ha invece scelto un approccio diverso, considerando la depressione come una sfida di sistemi dinamici. L’obiettivo non era soltanto capire quali aree del cervello risultino più o meno attive, ma osservare come il cervello cambi configurazione nel tempo e quanto sia semplice o difficile passare da uno stato all’altro.

Per farlo, i ricercatori hanno utilizzato la risonanza magnetica funzionale a riposo insieme alla trattografia di diffusione, una tecnica che consente di mappare le connessioni strutturali cerebrali. L’integrazione di questi strumenti ha permesso di modellare il cosiddetto “paesaggio energetico” del cervello, cioè un quadro utile a stimare il costo, in termini di energia, delle transizioni tra diversi stati di attività.

Dallo studio è emerso che alcuni stati cerebrali associati alla depressione comparivano più spesso, ma duravano per periodi più brevi. Questo dato indica una possibile instabilità dei modelli di attività cerebrale, più che un semplice aumento o calo dell’attività. “Uno dei risultati più interessanti è stato che questi stati cerebrali non erano necessariamente più intensi”, ha spiegato Ulgen Kilic, Ph.D., primo autore dell’articolo. “Piuttosto, si manifestavano più frequentemente ed era più difficile per il cervello liberarsene, il che suggerisce che la depressione sia un disturbo delle dinamiche cerebrali piuttosto che una semplice alterazione dei livelli di attività”.

Transizioni difficili e cicli disadattivi

Lo studio ha inoltre rilevato asimmetrie nel paesaggio energetico cerebrale. Alcune transizioni sembravano più facili da imboccare che da superare, mentre le persone con depressione seguivano più spesso percorsi energeticamente dispendiosi anche quando erano disponibili alternative meno costose per il sistema cerebrale. Questo elemento rafforza l’ipotesi di un cervello che tende a rimanere agganciato a determinati circuiti funzionali. “Questo schema è coerente con l’idea di intrappolamento del sistema”, ha affermato Kilic. “Suggerisce che il cervello possa rimanere intrappolato in cicli ripetitivi tra stati disadattivi”. In questa prospettiva, la persistenza dei sintomi depressivi potrebbe riflettere anche una difficoltà biologica nel cambiare traiettoria dinamica.

Verso trattamenti più mirati e biologicamente fondati

Secondo gli autori, questi risultati potrebbero contribuire in futuro a rendere più personalizzati diagnosi e trattamenti della depressione. Il modello del paesaggio energetico, infatti, potrebbe aiutare a comprendere meglio in che modo diversi interventi agiscano sulle transizioni di stato del cervello. Tra le strategie citate dai ricercatori ci sono la stimolazione magnetica transcranica, la stimolazione cerebrale profonda, i farmaci antidepressivi, la ketamina e le sostanze psichedeliche.

“In linea di principio, questo lavoro potrebbe aiutare i ricercatori a modellare la quantità di input di cui il cervello potrebbe aver bisogno, dove dovrebbe avvenire la stimolazione e quando gli interventi potrebbero essere più efficaci nell’aiutare il cervello a uscire da stati disadattivi”, ha spiegato Jacob.

La ricerca punta quindi a superare una visione statica della depressione, studiando l’interazione tra struttura cerebrale e dinamiche funzionali nel tempo. I prossimi passi del team prevedono la verifica di modelli simili in altri disturbi psichiatrici e l’analisi di come queste dinamiche cambino con il trattamento o possano predire un miglioramento clinico. “Questo studio rappresenta un importante passo avanti nella comprensione del disturbo depressivo maggiore come disturbo delle dinamiche cerebrali, piuttosto che come semplice problema di regioni cerebrali isolate”, ha affermato James Murrough, MD, Ph.D., coautore dell’articolo. “In definitiva, questo lavoro mira a migliorare la nostra comprensione fondamentale della depressione e ad accelerare la scoperta di nuove terapie che migliorino gli esiti per i pazienti”.

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