La luce come strumento innovativo per indagare le conseguenze cerebrali del glaucoma. / Light as an innovative tool to investigate the cerebral consequences of glaucoma.

La luce come strumento innovativo per indagare le conseguenze cerebrali del glaucoma. Il procedimento del brevetto ENEA RM2012A000637 è molto utile in questa applicazione / Light as an innovative tool to investigate the cerebral consequences of glaucoma. The process of the ENEA patent RM2012A000637 is very useful in this application

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

I risultati della sperimentazione su Scientific Reports.

Sviluppata una tecnica di indagine per il monitoraggio della risposta emodinamica cerebrale alle stimolazioni visive in pazienti affetti da glaucoma oculare. I risultati del lavoro sono stati appena pubblicati sulla prestigiosa "Scientific Reports". Un importante passo in avanti verso la comprensione dell’origine (neurologica o oftalmologica) e dello sviluppo del glaucoma.
 
La sperimentazione clinica, autorizzata dal Ministero della Salute e dal Comitato Etico dell’Ospedale Sacco, è stata condotta su 98 pazienti (in parte con glaucoma all’occhio e in parte sani). Il gruppo di ricerca proviene dal Politecnico di Milano in collaborazione con Ospedale Sacco, IFN-CNR, Università degli Studi di Milano.
 

Per la sperimentazione è stata utilizzata una tecnica ottica non-invasiva, chiamata TD-fNIRS e sviluppata al Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano. Si tratta della spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso nel dominio del tempo, che permette con l’impiego di brevi impulsi laser di monitorare l’emodinamica cerebrale con una misura rapida ed eseguibile direttamente in ambulatorio. I soggetti selezionati sono stati quindi sottoposti ad una prima valutazione clinica completa e successivamente alla misurazione TD-fNIRS durante stimolo visivo.
 
“Per la prima volta con questa tecnica è stato osservato che nei pazienti con glaucoma, le risposte cerebrali durante la visione appaiono più moderate rispetto al gruppo di controllo, confermando un coinvolgimento della corteccia visiva cerebrale nei pazienti con glaucoma all’occhio, non solo dal punto di vista anatomico (struttura del cervello), ma anche dal punto di vista funzionale (come risponde il cervello a stimoli visivi)”. Spiega la ricercatrice del Politecnico di Milano Rebecca Re.
 
In pratica la tecnica TD-fNIRS permette di quantificare l’emoglobina ossigenata e deossigenata in differenti aree cerebrali. Un aumento di emoglobina ossigenata e una contestuale diminuzione di emoglobina deossigenata sono i segni caratteristici di un’attivazione cerebrale: il cervello attivandosi consuma energia e localmente si fornisce nuova energia ai neuroni grazie all’ossigeno trasportato dal sangue. Nel caso della corteccia visiva (regione occipitale), preposta alla elaborazione della visione, si ha un’attivazione, per esempio quando si fissa uno schermo su cui viene mostrata una scacchiera a quadri neri e bianchi che si alternano.
 
“Ne consegue nel futuro la possibilità di applicare la tecnica TD-fNIRS in questo tipo di patologie direttamente nell’ambulatorio, ma non solo, si aprono nuove strade verso lo studio di questa patologia ancora in parte sconosciuta” – Conclude Re.

ENGLISH

The results of the experiment in Scientific Reports.

An investigation technique has been developed for the monitoring of the cerebral hemodynamic response to visual stimulations in patients with ocular glaucoma. The results of the work have just been published in the prestigious "Scientific Reports". An important step forward towards understanding the origin (neurological or ophthalmological) and development of glaucoma.

 

The clinical trial, authorized by the Ministry of Health and the Ethics Committee of the Sacco Hospital, was conducted on 98 patients (partly with eye glaucoma and partly healthy). The research group comes from the Milan Polytechnic in collaboration with the Sacco Hospital, IFN-CNR, University of Milan.

 

A non-invasive optical technique, called TD-fNIRS and developed at the Physics Department of the Politecnico di Milano, was used for the experimentation. This is functional near infrared spectroscopy in the time domain, which allows, with the use of short laser pulses, to monitor cerebral hemodynamics with a rapid measurement that can be performed directly in the clinic. The selected subjects were then subjected to a first complete clinical evaluation and subsequently to TD-fNIRS measurement during visual stimulus.

 

"For the first time with this technique it was observed that in patients with glaucoma, the brain responses during vision appear more moderate than in the control group, confirming an involvement of the cerebral visual cortex in patients with glaucoma of the eye, not only from the an anatomical point of view (brain structure), but also from a functional point of view (how the brain responds to visual stimuli) ". Explains the researcher of the Polytechnic of Milan Rebecca Re.

 

In practice, the TD-fNIRS technique allows to quantify oxygenated and deoxygenated hemoglobin in different brain areas. An increase in oxygenated hemoglobin and a simultaneous decrease in deoxygenated hemoglobin are the characteristic signs of brain activation: the brain, by activating itself, consumes energy and locally supplies new energy to neurons thanks to the oxygen transported by the blood. In the case of the visual cortex (occipital region), which is responsible for processing vision, there is an activation, for example when you stare at a screen on which a checkerboard of alternating black and white squares is shown.

 

"It follows in the future the possibility of applying the TD-fNIRS technique in this type of pathology directly in the outpatient clinic, but not only that, new paths open up towards the study of this still partially unknown pathology" - concludes Re

Da:

https://www.lescienze.it/news/2021/06/30/news/la_luce_come_strumento_innovativo_per_indagare_le_conseguenze_cerebrali_del_glaucoma-4944476/?fbclid=IwAR27BHCBBPNLO7UPsJR6vQE-RSHmq-DmAxCyIuUKi9SaTPbuGs4EMoiD1k8