Andrea VIGGIANO | Progetti

STUDIO MRI COMPARATIVO CON TECNICHE DI PERFUSIONE E CONNETTIVITÀ FUNZIONALE DEGLI EFFETTI DELLA MASTICAZIONE SUI NUCLEI TRIGEMINALI NELL'UOMO

Diversi studi recenti fMRI sull’emicrania hanno evidenziato l’impatto della patologia emicranica sull’attivazione cerebrale dei nuclei del trigemino ma anche sulla connettività funzionale delle reti neuronali corticali a riposo. In un nostro precedente studio MRI, si sono anche osservate delle variazioni della perfusione cerebrale a livello dei nuclei sensitivi del trigemino a seguito di un periodo prolungato di masticazione, verosimilmente a causa di un fenomeno di vasodilatazione degli stessi nuclei. Ma non è ancora chiaro, tuttavia, se esistono dei legami fra le variazioni locali di perfusione cerebrale, che sono secondarie a fenomeni di natura vasomotoria, e i pattern di connettività funzionale che, ancorchè distribuiti a livello corticale, possono includere regioni connesse in misura variabile con tali nuclei del trigemino. La condizione di masticazione continuativa, che causa un aumento della perfusione locale potrebbe, infatti, causare un’alterazione di tali pattern e, dunque, fornire delle chiavi interpretative per taluni processi patologici in atto nelle emicranie vasomotorie. Sarà, inoltre, interessante stabilire se esiste una correlazione fra la perfusione dei nuclei trigeminali e la connettività funzionale distribuita dell’intero cervello indipendente da se (e quanto) questa risulti modulata dall’intensa attività di masticazione asimmetrica imposta al soggetto. Il progetto prevede un’analisi di 40 serie temporali BOLD ottenute acquisendo due volte da 20 soggetti sani una serie di “resting-state” fMRI, prima e dopo un’ora di masticazione asimmetrica e, in ogni punto temporale, dopo l’acquisizione di un’volume 3D-ASL per il calcolo della perfusione cerebrale. Durante le serie di “resting-state” i soggetti rimangono fermi e con gli occhi chiusi. La tecnica utilizzata è la tecnica ecoplanare convenzionale (2D, single-echo) e prevede l’acquisizione di 240 volumi ripetuti ad un tempo di ripetizione di 1.5s (6 minuti in totale). Dopo un pre-processing delle serie per la rimozione degli artefatti legati al movimento e all’influenza delle variabili tecniche (drift) e fisiologiche (ritmo respiratorio e cardiaco) si procederà alla normalizzazione dei dati funzionali nello spazio stereotassico standard di Talairach e poi all’analisi statistica della connettività funzionale con tecnica “seed-based”. Seguendo questo approccio, per ogni singolo soggetto, si otterrá un time-course regionale da due regioni sferiche bilaterali centrate sui nuclei sensitivi principali del trigemino di raggio pari a 5mm e si procederà al calcolo delle mappe di correlazione fra i time-course trigeminali ed i time-course di tutti i voxel del cervello. Le mappe individuali sul coefficiente di correlazione “r” verrano infine trasformate in mappe “z” mediante la trasformazione di Fischer in modo tale da poter correttamente sottomettere le mappe di tutti gli individui ad un’analisi di gruppo nello spazio di Talairach. Ripetendo la procedura per i dati acquisiti prima e dopo il periodo di masticazione sarà possibile ricavare i dati per un’analisi di gruppo ANOVA ad un 1 fattore “within” su due livelli corrispondenti alle due condizioni sperimentali. Procedendo, inoltre, alla ricalibrazione e normalizzazione dei volumi pesati in perfusione per la generazione di mappe di flusso ematico cerebrale su tutto il cervello, si eseguirà un’analisi di covarianza voxel-based fra le mappe individuali di connettività e perfusione, ricavando delle nuove mappe spaziali contenenti l’informazione quantitativa sul grado di dipendenza dei fenomeni di perfusione locale dei voxel e la connettivitá degli stessi voxel ai nuclei trigeminali. Verranno, infine, valutati gli aspetti di prevalenza emisferica di tali fenomeni utilizzando opportuni indici di lateralità sia in modalità voxel-based che per regioni di interesse.