Alzheimer, nel sonno una possibile firma della malattia: le oscillazioni cerebrali si riducono del 27%

E se il sonno potesse raccontare qualcosa di ciò che accade nel cervello delle persone con Alzheimer? È la domanda alla quale prova a rispondere uno studio condotto dal gruppo di ricerca coordinato dal professor Michele Bellesi della Scuola di Bioscienze e Medicina Veterinaria dell’Università di Camerino, in collaborazione con l’Università di Bristol, nel Regno Unito. La ricerca, appena pubblicata sulla rivista internazionale Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association, individua una possibile firma elettrofisiologica del sonno associata alla malattia di Alzheimer. Al centro dell’analisi ci sono alcune oscillazioni ultra-lente dell’attività cerebrale che si verificano durante il sonno NREM e che, secondo i risultati dello studio, risultano significativamente alterate nelle persone con Alzheimer. Il dato più rilevante è una riduzione di circa il 27% dell’ampiezza di queste oscillazioni rispetto ai soggetti cognitivamente sani. L’interesse per questa scoperta non riguarda soltanto la possibilità di comprendere meglio i meccanismi della malattia. Se i risultati saranno confermati da studi più ampi e longitudinali, queste oscillazioni potrebbero infatti diventare un potenziale biomarcatore digitale, rilevabile in maniera non invasiva attraverso un elettroencefalogramma durante il sonno, anche a domicilio.

Il sonno non è uno stato passivo

Il rapporto tra sonno e malattia di Alzheimer è da tempo al centro della ricerca scientifica. Le persone con Alzheimer presentano frequentemente importanti alterazioni del sonno. Ma negli ultimi anni è emerso che la relazione potrebbe essere bidirezionale: dormire male potrebbe non essere soltanto una conseguenza della malattia, ma contribuire a sua volta alla progressione di alcuni processi patologici. Durante il sonno il cervello continua infatti a svolgere attività essenziali. Consolida i ricordi, riequilibra la propria attività e attiva meccanismi che contribuiscono al mantenimento della sua funzionalità. Comprendere che cosa accade durante queste fasi potrebbe quindi offrire una nuova finestra sui processi biologici associati all’Alzheimer. “Il sonno non è uno stato passivo, ma un momento nel quale il cervello attraversa dinamiche fisiologiche estremamente organizzate – sottolinea Michele Bellesi –. I nostri dati suggeriscono che, imparando a osservare con maggiore precisione queste dinamiche, possiamo ricavare informazioni sul funzionamento di sistemi cerebrali che sappiamo essere coinvolti nella malattia di Alzheimer”.

Sotto osservazione le oscillazioni ultra-lente

I ricercatori si sono concentrati in particolare sulle oscillazioni ultra-lente dell’attività cerebrale che si verificano durante il sonno NREM. Si tratta di variazioni molto lente dell’attività elettrica del cervello che contribuiscono anche a regolare la comparsa dei cosiddetti fusi del sonno, brevi segnali elettrici prodotti durante il sonno e coinvolti nei processi legati alla memoria. L’ipotesi alla base dello studio è che queste oscillazioni possano riflettere l’attività di alcuni sistemi cerebrali coinvolti nella regolazione delle funzioni fisiologiche durante il sonno, in particolare quella del locus coeruleus. Il locus coeruleus è una piccola struttura cerebrale che rappresenta la principale fonte di noradrenalina. È particolarmente interessante nello studio dell’Alzheimer perché è una delle prime aree del cervello a essere interessate dai cambiamenti associati alla malattia.

L’ipotesi: dal locus coeruleus alla beta-amiloide

La noradrenalina non è coinvolta soltanto nella regolazione dell’attività cerebrale. Durante il sonno sembra avere un ruolo anche nella regolazione dei vasi sanguigni cerebrali e nei meccanismi che favoriscono la circolazione del liquido cerebrospinale. Questi processi contribuiscono alla cosiddetta “pulizia” del cervello, favorendo l’eliminazione di alcune sostanze di scarto. Tra queste c’è la beta-amiloide, una delle proteine maggiormente associate alla patologia di Alzheimer. Un’alterazione dei meccanismi che regolano questi processi potrebbe quindi contribuire all’accumulo di beta-amiloide nel cervello. Da qui l’ipotesi dei ricercatori: le oscillazioni ultra-lente osservabili durante il sonno potrebbero rappresentare un segnale attraverso il quale intercettare alcune delle alterazioni fisiologiche coinvolte nella malattia.

Oltre 150 registrazioni del sonno direttamente a casa

Per verificare questa ipotesi, gli scienziati hanno analizzato il sonno di persone con malattia di Alzheimer o con deterioramento cognitivo lieve appartenente allo spettro dell’Alzheimer, confrontandole con soggetti cognitivamente sani della stessa fascia di età. Un elemento particolarmente interessante riguarda il luogo e le modalità delle registrazioni: il sonno è stato monitorato per più notti direttamente a domicilio, utilizzando un dispositivo EEG portatile. Nel complesso, lo studio ha preso in esame circa 170 ore di sonno NREM, provenienti da oltre 150 registrazioni notturne. Il risultato principale è emerso proprio dall’analisi della forza delle oscillazioni ultra-lente. Nelle persone con Alzheimer, la loro ampiezza è risultata inferiore di circa il 27% rispetto ai soggetti cognitivamente sani. l dato suggerisce quindi che la malattia sia associata a una specifica alterazione delle dinamiche elettriche cerebrali che caratterizzano il sonno.

Un legame con i biomarcatori della malattia

La ricerca non si è però fermata alla differenza osservata tra i due gruppi. I ricercatori hanno analizzato anche il rapporto tra le caratteristiche delle oscillazioni del sonno e alcuni segnali biologici dell’Alzheimer misurabili nel sangue. È emerso che le persone con oscillazioni più robuste tendevano ad avere un profilo più favorevole della beta-amiloide. Altre caratteristiche delle oscillazioni risultavano invece associate a indicatori di sofferenza delle cellule cerebrali. Un altro elemento riguarda la memoria. Alcune delle caratteristiche delle oscillazioni ultra-lente erano associate, almeno in parte, alla capacità di ricordare ciò che era stato appreso prima di dormire. Il risultato aggiunge un ulteriore tassello alla comprensione del rapporto tra attività cerebrale durante il sonno, memoria e processi biologici coinvolti nell’Alzheimer.

Un possibile biomarcatore digitale

Nel complesso, i risultati portano gli autori a identificare una nuova firma elettrofisiologica del sonno associata all’Alzheimer. Da qui nasce la prospettiva più interessante dal punto di vista applicativo: utilizzare queste oscillazioni come un possibile biomarcatore digitale, misurabile attraverso un EEG durante il sonno. Il fatto che il segnale sia stato rilevato attraverso registrazioni effettuate anche a domicilio è particolarmente rilevante. In futuro, se i risultati verranno confermati, potrebbe essere possibile effettuare registrazioni ripetute nel tempo, senza ricorrere necessariamente a procedure invasive o a esami complessi in ambiente ospedaliero. L’obiettivo non sarebbe sostituire i biomarcatori biologici oggi disponibili, ma eventualmente affiancarli con una misura facilmente ripetibile dell’attività cerebrale durante il sonno.

Non è ancora un test per diagnosticare l’Alzheimer

È importante, però, non anticipare le conclusioni dello studio. Le oscillazioni ultra-lente non rappresentano oggi un test diagnostico per l’Alzheimer. I risultati mostrano un’associazione tra l’alterazione di questo segnale cerebrale e la malattia, ma saranno necessari ulteriori studi per capire quanto il biomarcatore sia specifico, quanto sia stabile nel tempo e se possa effettivamente essere utilizzato per individuare o monitorare la progressione della patologia. Saranno soprattutto gli studi longitudinali, cioè quelli che seguono le persone nel tempo, a stabilire se le variazioni delle oscillazioni ultra-lente possano anticipare, accompagnare o riflettere l’evoluzione dei cambiamenti biologici e cognitivi associati all’Alzheimer. “Il messaggio che emerge dal nostro lavoro – conclude Bellesi – è che nel sonno potrebbe essere contenuta un’informazione sulla malattia che finora abbiamo sfruttato solo in parte”. Registrare il sonno, dunque, potrebbe significare in futuro molto più che misurarne la durata o la profondità. Potrebbe diventare un modo per osservare il cervello mentre attraversa spontaneamente diversi stati fisiologici e intercettare alcuni segnali dei processi patologici. Se le prossime ricerche confermeranno questi risultati, una semplice registrazione EEG durante il sonno potrebbe così contribuire a costruire nuovi strumenti non invasivi per osservare nel tempo la salute del cervello e affiancare i biomarcatori biologici già disponibili per lo studio dell’Alzheimer.

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