Cosa succede al cervello dopo la resezione del lobo temporale anteriore? | RICAPE update

Commento

Memory Network Plasticity After Temporal Lobe Resection: A Longitudinal Functional Imaging Study.

Sidhu MK, Stretton J, Winston GP, McEvoy AW, Symms M, Thompson PJ, Koepp MJ, Duncan JS. Brain2016;139:415-430 .

La resezione del lobo temporale anteriore può controllare le crisi in fino al 80% dei pazienti con epilessia del lobo temporale. I cali di memoria sono la principale complicazione neurocognitiva. La riorganizzazione funzionale preoperatoria è stata descritta nelle reti di memoria, ma meno si sa della riorganizzazione postoperatoria. Abbiamo studiato la riorganizzazione delle reti di memoria-codifica preoperatoriamente e 3 e 12 mesi dopo l’intervento. Abbiamo studiato 36 pazienti con epilessia unilaterale del lobo temporale mediale (19 a destra) prima e 3 e 12 mesi dopo la resezione del lobo temporale anteriore. Quindici soggetti sani di controllo sono stati studiati in tre momenti equivalenti. Tutti i soggetti sono stati sottoposti a test neuropsicologici in ciascuno dei tre punti temporali. Un paradigma di codifica della memoria a risonanza magnetica funzionale di parole e volti è stato eseguito con successive valutazioni di riconoscimento fuori dallo scanner. I cambiamenti nelle attivazioni attraverso i punti di tempo in ogni gruppo di pazienti sono stati confrontati con i cambiamenti nel gruppo di controllo in una singola analisi fattoriale flessibile. Il cambiamento postoperatorio nella memoria attraverso i punti temporali è stato correlato alle attivazioni postoperatorie per indagare l’efficienza delle reti riorganizzate. I pazienti affetti da epilessia del lobo temporale sinistro hanno mostrato un aumento dell’attivazione ippocampale anteriore destra e frontale sia a 3 che a 12 mesi dopo l’intervento rispetto al periodo preoperatorio, per la codifica di parole e volti, con una concomitante riduzione dell’attivazione frontale sinistra a 12 mesi dall’intervento. L’attivazione ippocampale anteriore destra 12 mesi postoperatorio è correlata significativamente con il miglioramento dell’apprendimento verbale nei pazienti con epilessia del lobo temporale sinistro da preoperatorio a 12 mesi postoperatorio. Preoperatoriamente, c’era una significativa attivazione ippocampale posteriore sinistra che è stata sostenuta 3 mesi dopo l’intervento nella codifica delle parole e aumentata nella codifica dei volti. Sia per la parola che per la codifica del volto, questa era significativamente ridotta da 3 a 12 mesi dopo l’intervento. I pazienti con epilessia del lobo temporale destro hanno mostrato un aumento dell’attivazione ippocampale anteriore sinistra sulla codifica delle parole da 3 a 12 mesi dopo l’intervento rispetto al periodo preoperatorio. Sulla codifica del volto, attivazioni ippocampali anteriori sinistri erano presenti preoperatoriamente e 12 mesi postoperatorio. Le attivazioni della corteccia ippocampale anteriore sinistra e della corteccia orbitofrontale erano correlate a miglioramenti sia nel design che nell’apprendimento verbale 12 mesi dopo l’intervento. Sulla codifica del viso, c’erano attivazioni ippocampali posteriori di sinistra significativamente aumentate che si sono ridotte significativamente da 3 a 12 mesi postoperatorio. I cambiamenti postoperatori si verificano nella rete di memoria-codifica in entrambi i pazienti con epilessia del lobo temporale destro e sinistro in entrambi i domini verbali e visivi. Tre mesi dopo l’intervento, la riorganizzazione ippocampale posteriore compensatoria che si verifica è transitoria e inefficiente. L’impegno dell’ippocampo controlaterale 12 mesi dopo l’intervento ha rappresentato una riorganizzazione efficiente in entrambi i gruppi di pazienti, suggerendo che l’ippocampo controlaterale contribuisce al risultato della memoria 12 mesi dopo l’intervento chirurgico.

I cambiamenti della memoria sono un effetto ben noto della resezione del lobo temporale anteriore (ATL). La maggior parte dell’attenzione si è concentrata sulla diminuzione del funzionamento della memoria postoperatoria, con i risultati di una meta-analisi che dimostra il declino della memoria nei test neuropsicologici della memoria verbale nel 44% degli individui sottoposti ad ATL sull’emisfero dominante, con un tasso di declino osservato solo nel 20% dei pazienti sottoposti ad ATL sull’emisfero non dominante (1). Sono stati fatti numerosi tentativi per prevedere quali fattori clinici e demografici potrebbero fornire i migliori predittori per il declino della memoria post-operatoria. Ci sono anche tentativi in corso per modificare le procedure chirurgiche esistenti o sviluppare nuove procedure con l’obiettivo di ridurre la gravità e la portata della perdita di memoria associata alla maggior parte degli approcci chirurgici standard (2).

Ricevono molta meno attenzione, tuttavia, sono quei pazienti che mostrano un miglioramento nel funzionamento della memoria dopo ATL. Mentre il miglioramento generale della memoria è stato notato in alcuni studi, Novelly e colleghi sono stati i primi a identificare questo in pazienti sottoposti a ATL, un miglioramento selettivo del profilo del funzionamento della memoria specifica modalità associata con l’emisfero controlaterale alla chirurgia. Nell’analisi dei cambiamenti di gruppo di quello studio, gli autori hanno scoperto che i pazienti sottoposti ad ATL sinistra hanno mostrato un miglioramento nel richiamo di disegni visivi, mentre quelli sottoposti ad ATL destra hanno dimostrato un miglioramento nel richiamo di paragrafi (3). Risultati simili sono stati osservati in altri centri. In un’indagine che ha esaminato i tassi individuali di cambiamento utilizzando versioni aggiornate degli stessi test, il miglioramento nel richiamo ritardato di disegni visivi è stato trovato nel 25% dei pazienti sottoposti a ATL sinistra, mentre il miglioramento nel richiamo di paragrafi è stato osservato nel 31% dei pazienti ATL destra (4), indicando che il numero di pazienti che ottiene guadagni nelle prestazioni di memoria è apparentemente paragonabile a quelli che mostrano perdite.

Mentre l’enfasi del campo sull’indagine e la previsione del declino della memoria nei pazienti sottoposti ad ATL è chiaramente giustificata, il concetto di guadagno della memoria dopo l’intervento è intrigante e può contenere una serie di importanti implicazioni neurobiologiche e cliniche per il trattamento chirurgico dell’epilessia e la prevenzione degli effetti negativi post-operatori. L’argomento del miglioramento della memoria ha ricevuto relativamente poca attenzione fino ad oggi. I risultati di indagini neuropsicologiche hanno suggerito l’influenza positiva della rimozione del tessuto cerebrale nocifero (5) o gli effetti della plasticità cerebrale (6). Tuttavia, mentre gli studi che utilizzano test neuropsicologici hanno giocato un ruolo di primo piano nell’identificare e misurare l’entità del miglioramento della memoria postoperatoria nei pazienti con epilessia, è chiaro che l’avanzamento della nostra conoscenza dei meccanismi neurofisiologici sottostanti a questo miglioramento richiede un’aggiunta di tecniche avanzate di neuroimaging.

In un’indagine recentemente pubblicata, Sidhu e colleghi hanno utilizzato la risonanza magnetica funzionale (fMRI) per studiare i cambiamenti di memoria seriale in 36 pazienti sottoposti ad ATL (17 sinistra, 19 destra) e 15 soggetti sani di controllo. I ricercatori hanno utilizzato un paradigma di memoria che prevedeva la codifica di parole e volti, seguita da una valutazione del riconoscimento eseguita fuori dallo scanner. I cambiamenti nell’attivazione fMRI dei pazienti al momento del test preoperatorio e a 3 e 12 mesi dopo l’intervento sono stati confrontati con i controlli studiati agli stessi intervalli. I risultati delle attivazioni cerebrali durante la codifica della memoria sono stati confrontati con i risultati dei test di riconoscimento della memoria e con i risultati dei test neuropsicologici standard che valutano i cambiamenti della memoria postoperatoria attraverso l’uso di indici di cambiamento affidabili.

Questo studio ha trovato due processi dinamici separati alla base del cambiamento della memoria nei pazienti sottoposti ad ATL: a 3 mesi dall’intervento, c’era evidenza di un’attivazione transitoria delle regioni ippocampali posteriori che è stata presunta dagli autori essere di natura compensativa. Questo è stato seguito, 12 mesi dopo l’intervento, da un impegno dell’ippocampo controlaterale all’intervento, che è stato ipotizzato rappresentare gli effetti di una riorganizzazione efficiente. I soggetti di controllo hanno esibito modelli piuttosto stabili di attivazione del lobo temporale mediale sui test di codifica delle parole con ridotte attivazioni del lato destro sui test con i volti. Questi dati sono stati utilizzati per controllare i cambiamenti longitudinali osservati nei soggetti ATL che sono stati potenzialmente attribuiti agli effetti della ripetizione dei test.

I risultati di questo studio forniscono alcune informazioni iniziali sulle possibili basi neurobiologiche dei cambiamenti nelle prestazioni di memoria dopo ATL. Nella loro osservazione dei cambiamenti transitori a 3 mesi, gli autori hanno replicato importanti risultati – descritti in uno degli studi precedenti del loro laboratorio eseguito su un campione precedente – dimostrando che l’integrità dell’ippocampo posteriore omolaterale è fondamentale per il funzionamento della memoria precoce dopo ATL (7). La dimostrazione dei cambiamenti a lungo termine associati al funzionamento dell’ippocampo controlaterale ora forniscono una possibile spiegazione dei cambiamenti cerebrali alla base del miglioramento della memoria osservato nei pazienti descritti in studi precedenti più di 30 anni fa (3).

È importante notare che i risultati di questo studio non hanno supportato due delle premesse neuropsicologiche di base che sono state descritte in numerosi studi nel corso degli anni sui cambiamenti di memoria dopo ATL: osservando cambiamenti comparabili a livello di gruppo sia sulla parola che sul paradigma di codifica del volto, i ricercatori non sono riusciti a dimostrare alcun effetto specifico della modalità associato con ATL sinistra e destra, che non è coerente con il modello di risultati originariamente descritto nei primi studi sui cambiamenti di memoria post-operatoria (8). Inoltre, il modello osservato di attivazione ippocampale dell’emisfero controlaterale e la sua previsione del risultato della memoria a 12 mesi è in contrasto con le previsioni del modello di adeguatezza funzionale del recupero della memoria e sono più coerenti con le previsioni fatte da un modello di riserva funzionale del funzionamento della memoria post-operatoria (9).

I risultati di questo studio possono avere implicazioni per la ricerca futura e applicazioni cliniche. Per cominciare, il ruolo osservato dell’ippocampo controlaterale e la sua relazione con il risultato della memoria a 12 mesi potrebbe portare altri ricercatori a riesaminare i risultati di studi che utilizzano test neuropsicologici, il test di Wada o altri dati fMRI per determinare come il funzionamento della memoria controlaterale, misurato preoperatoriamente e nelle prime fasi successive all’intervento, potrebbe essere utilizzato per prevedere un migliore risultato della memoria a lungo termine. Inoltre, l’identificazione di un possibile processo a due fasi di recupero della memoria dopo l’intervento – che coinvolge diverse regioni cerebrali e possibilmente diverse strategie di codifica della memoria – potrebbe avere importanti implicazioni per lo sviluppo di strategie nuove e dinamiche per il recupero cognitivo sia nelle fasi iniziali che in quelle successive all’intervento (10).

In definitiva, una delle lezioni più utili ricavate dallo studio di Sidhu e colleghi è la dimostrazione che le tecniche avanzate di imaging possono essere utilizzate efficacemente per affrontare alcune delle questioni di vecchia data sollevate inizialmente da studi neuropsicologici condotti su soggetti sottoposti ad ATL. La speranza è che, andando verso il futuro, un approccio multidisciplinare integrato, utilizzando una combinazione di metodi di imaging e neuropsicologici, possa portare a una migliore comprensione dei cambiamenti di memoria osservati dopo l’ATL e migliorare la nostra capacità di massimizzare il risultato clinico.

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