Una tecnica di imaging rivela che gli impulsi dei vasi cerebrali sono collegati al rischio di Alzheimer / Imaging technique reveals brain vessel pulses linked to Alzheimer’s risk
Una tecnica di imaging rivela che gli impulsi dei vasi cerebrali sono collegati al rischio di Alzheimer. Il procedimento del brevetto ENEA RM2012A000637 è molto utile in questo tipo di applicazione. / Imaging technique reveals brain vessel pulses linked to Alzheimer’s risk. The procedure of the ENEA patent RM2012A000637 is very useful in this type of application.
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
L'invecchiamento ed il morbo di Alzheimer potrebbero essere meglio compresi grazie ad una tecnica di imaging cerebrale che rivela come i vasi sanguigni nel cervello pulsano ad ogni battito cardiaco.
Il progresso è stato compiuto da un gruppo di ricercatori del Mark and Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute ( Stevens INI ) presso la Keck School of Medicine dell'Università della California del Sud (USC). Il loro lavoro è descritto in dettaglio su Nature Cardiovascular Research.
Lo studio introduce il primo metodo non invasivo per misurare la pulsatilità volumetrica microvascolare, ovvero l'espansione e la contrazione ritmica dei vasi più piccoli del cervello, negli esseri umani viventi.
Utilizzando la risonanza magnetica (RM) a campo ultra-elevato da 7T, il gruppo ha dimostrato che questi impulsi dei microvasi aumentano con l'età, soprattutto nella materia bianca profonda del cervello, una regione fondamentale per la comunicazione tra le reti cerebrali.
Con l'avanzare dell'età, questa sostanza bianca è particolarmente suscettibile alla riduzione dell'afflusso di sangue alle arterie distali, i vasi sanguigni che trasportano il sangue dal cuore alle parti più remote del corpo. L'aumento della frequenza cardiaca nei microvasi può compromettere i sistemi cerebrali, accelerando potenzialmente la perdita di memoria e l'insorgenza del morbo di Alzheimer.
"La pulsazione arteriosa è come la pompa naturale del cervello, che aiuta a muovere i fluidi ed ad eliminare le scorie", ha affermato Danny JJ Wang, PhD, professore di neurologia e radiologia presso la Keck School of Medicine ed autore principale dello studio. "Il nostro nuovo metodo ci permette di osservare, per la prima volta nelle persone, come i volumi di quei minuscoli vasi sanguigni cambiano con l'invecchiamento ed i fattori di rischio vascolare. Questo apre nuove strade per lo studio della salute del cervello, della demenza e delle malattie dei piccoli vasi".
I ricercatori sapevano già che la rigidità e la pulsatilità delle grandi arterie sono collegate ad ictus, demenza e malattie dei piccoli vasi. Finora, era quasi impossibile misurare queste pulsazioni nei vasi più piccoli del cervello senza metodi invasivi utilizzati solo negli studi sugli animali.
L'innovazione del gruppo dell'USC combina due approcci avanzati di risonanza magnetica (RM), ovvero l'occupazione dello spazio vascolare (VASO) e l'etichettatura dello spin arterioso (ASL), per monitorare le sottili variazioni di volume nei microvasi durante il ciclo cardiaco.
I ricercatori hanno confermato che gli anziani presentano pulsazioni microvascolari più accentuate nella sostanza bianca profonda rispetto agli adulti più giovani e che l'ipertensione amplifica ulteriormente questi cambiamenti.
"Questi risultati forniscono un collegamento mancante tra ciò che vediamo nelle immagini dei grandi vasi ed il danno microvascolare che osserviamo nell'invecchiamento e nel morbo di Alzheimer", ha affermato l'autore principale Fanhua Guo, PhD, ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Wang.
Un'eccessiva pulsatilità vascolare può compromettere la funzionalità del sistema glinfatico del cervello, una rete recentemente riconosciuta che elimina prodotti di scarto come la beta-amiloide, una proteina che si accumula nel morbo di Alzheimer. Nel tempo, una circolazione fluida alterata potrebbe accelerare il declino cognitivo.
"Essere in grado di misurare questi minuscoli impulsi vascolari in vivo è un passo avanti fondamentale", ha affermato Arthur W. Toga, PhD, direttore dello Stevens INI. "Questa tecnologia non solo fa progredire la nostra comprensione dell'invecchiamento cerebrale, ma è anche promettente per la diagnosi precoce ed il monitoraggio delle malattie neurodegenerative".
I ricercatori stanno studiando come il metodo possa essere adattato ad un uso clinico più ampio, anche su scanner MRI 3T più comunemente disponibili. Studi futuri verificheranno se la pulsatilità volumetrica microvascolare predice gli esiti cognitivi e se può fungere da biomarcatore per un intervento precoce nella malattia di Alzheimer e nelle patologie correlate.
"Questo è solo l'inizio", ha affermato Wang in una nota. "Il nostro obiettivo è quello di trasferire questa scoperta dai laboratori di ricerca alla pratica clinica, dove potrebbe orientare la diagnosi, la prevenzione e le strategie di trattamento per milioni di persone a rischio di demenza".
ENGLISH
Ageing and Alzheimer’s disease could be better understood with a brain imaging technique that reveals how blood vessels in the brain pulse with each heartbeat.
The advance has been made by a team of researchers at the Mark and Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute (Stevens INI) at the Keck School of Medicine of the University of Southern California (USC). Their work is detailed in Nature Cardiovascular Research
The study introduces the first non-invasive method for measuring microvascular volumetric pulsatility, - the rhythmic expansion and contraction of the brain’s smallest vessels - in living humans.
Using ultra-high field 7T magnetic resonance imaging (MRI), the team showed that these microvessel pulses increase with age, especially in the brain’s deep white matter, a region critical for communication between brain networks.
As people age, this white matter is particularly susceptible to reduced blood supply of distal arteries, the blood vessels that carry blood away from the heart and into the farthest parts of the body. Increasing microvessel pulses can disrupt systems in the brain, possibly speeding up memory loss and Alzheimer’s disease.
“Arterial pulsation is like the brain’s natural pump, helping to move fluids and clear waste,” said Danny JJ Wang, PhD, professor of neurology and radiology at the Keck School of Medicine and senior author of the study. “Our new method allows us to see, for the first time in people, how the volumes of those tiny blood vessels change with ageing and vascular risk factors. This opens new avenues for studying brain health, dementia, and small vessel disease.”
Researchers already knew that large artery stiffness and pulsatility are linked to stroke, dementia, and small vessel disease. Until now, it has been nearly impossible to measure these pulsations in the brain’s smallest vessels without invasive methods used only in animal studies.
The USC team’s innovation combines two advanced MRI approaches - vascular space occupancy (VASO) and arterial spin labelling (ASL) - to track subtle volume changes in microvessels over the cardiac cycle.
The researchers confirmed that older adults show heightened microvascular pulsations in deep white matter compared to younger adults, and that hypertension further amplifies these changes.
“These findings provide a missing link between what we see in large vessel imaging and the microvascular damage we observe in aging and Alzheimer’s disease,” said lead author Fanhua Guo, PhD, a postdoctoral researcher in Wang’s lab.
Excessive vascular pulsatility may impair the function of the brain’s glymphatic system, a newly recognised network that clears waste products like beta-amyloid—proteins that build up in Alzheimer’s disease. Over time, disrupted fluid circulation could accelerate cognitive decline.
“Being able to measure these tiny vascular pulses in vivo is a critical step forward,” said Arthur W. Toga, PhD, director of the Stevens INI. “This technology not only advances our understanding of brain aging but also holds promise for early diagnosis and monitoring of neurodegenerative disorders.”
The researchers are exploring how the method could be adapted for wider clinical use, including on more commonly available 3T MRI scanners. Future studies will test whether microvascular volumetric pulsatility predicts cognitive outcomes and whether it can serve as a biomarker for early intervention in Alzheimer’s disease and related conditions.
“This is just the beginning,” Wang said in a statement. “Our goal is to bring this from research labs into clinical practice, where it could guide diagnosis, prevention, and treatment strategies for millions at risk of dementia.”
Da:
https://www.theengineer.co.uk/content/news/mri-reveals-brain-vessel-pulses-linked-to-alzheimer-s-risk
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