La distonia cervicale (DC) è un disturbo del movimento ipercinetico caratterizzato da un’aumentata eccitabilità corticale causata da un’inibizione intracorticale inefficace. Recenti studi suggeriscono che queste disfunzioni compromettano la plasticità cerebrale, la quale gioca un ruolo centrale nella fisiopatologia della DC incidendo negativamente sull’integrazione sensomotoria ed aggravando la sintomatologia motoria della DC. Il sonno, in condizioni fisiologiche, regola l’omeostasi della plasticità corticale, promuovendo il downscaling sinaptico tramite l’attività a onde lente (SWA) ed impedendo la saturazione dei livelli di eccitabilità sinaptica. La prima parte di questo progetto ha evidenziato alterazioni nel sonno nei pazienti DC, caratterizzate da un’eccessiva e persistente SWA che impedisce il normale downscaling sinaptico, provocando l’elevata eccitabilità corticale da cui derivano le alterazioni nella plasticità tipiche della DC. Dopo il trattamento con tossina botulinica (BoNT), considerata la terapia di prima scelta per la gestione della sintomatologia della DC, tali alterazioni del sonno regrediscono, ripristinando un corretto andamento della SWA. La nostra ipotesi assume che le anomalie del sonno e della plasticità corticale condividano deficit comuni nella DC e contribuiscano alla sua patogenesi. Questa seconda parte del progetto ha esaminato le alterazioni della plasticità corticale omeostatica, valutando il grado di reversibilità a seguito di stimolazioni eccitatorie ed inibitorie, e l’effetto del sonno tali meccanismi in pazienti DC trattati con BoNT. La procedura ha utilizzato tecniche di stimolazione magnetica transcranica (TMS), le quali, mediante l’analisi dell’ampiezza dei potenziali evocati motori (MEP), rappresentano un utile strumento per valutare le variazioni nella plasticità sinaptica. Nove pazienti DC e otto individui sani hanno partecipato a sessioni di stimolazione pre e post-sonno, costituiti da protocolli eccitatori ed inibitori di Theta Burst Stimulation (TBS) per indurre rispettivamente meccanismi di potenziamento e depotenziamento sinaptico nell’eccitabilità corticale. Ogni protocollo TBS è stato seguito da una stimolazione TMS a singolo impulso (sTMS) per misurare le conseguenti variazioni dei MEP. Nel gruppo di controllo è stato osservato un fisiologico aumento dell’eccitabilità corticale a seguito del protocollo di potenziamento ed una diminuzione della stessa dopo il depotenziamento. I risultati del gruppo DC hanno evidenziato adeguati processi di potenziamento sinaptico dopo il paradigma eccitatorio, ma un ridotto depotenziamento sinaptico a seguito della stimolazione inibitoria, suggerendo anomali meccanismi omeostatici nella plasticità corticale che non consentono un’efficace reversibilità dell’eccitazione corticale a livelli pre-potenziamento. Tuttavia, nelle analisi tra le sessioni del gruppo DC, è stata osservata una riduzione del depotenziamento effettivo post-sonno rispetto alla condizione pre-sonno, indicando una riduzione del livello di eccitabilità corticale durante la notte. Tale risultato evidenzia un miglioramento del downscaling sinaptico presumibilmente dovuto al recupero post-trattamento della fisiologica SWA. Questi dati rafforzano l’ipotesi di un possibile legame tra i meccanismi omeostatici del sonno e della plasticità corticale nella DC, tuttavia sono necessari ulteriori indagini per confermare tali risultati.

La plasticità corticale nella distonia cervicale: evidenze sulle anomalie dell'omeostasi sinaptica Uno studio TMS

ARNAUD, LISA
2023/2024

Abstract

La distonia cervicale (DC) è un disturbo del movimento ipercinetico caratterizzato da un’aumentata eccitabilità corticale causata da un’inibizione intracorticale inefficace. Recenti studi suggeriscono che queste disfunzioni compromettano la plasticità cerebrale, la quale gioca un ruolo centrale nella fisiopatologia della DC incidendo negativamente sull’integrazione sensomotoria ed aggravando la sintomatologia motoria della DC. Il sonno, in condizioni fisiologiche, regola l’omeostasi della plasticità corticale, promuovendo il downscaling sinaptico tramite l’attività a onde lente (SWA) ed impedendo la saturazione dei livelli di eccitabilità sinaptica. La prima parte di questo progetto ha evidenziato alterazioni nel sonno nei pazienti DC, caratterizzate da un’eccessiva e persistente SWA che impedisce il normale downscaling sinaptico, provocando l’elevata eccitabilità corticale da cui derivano le alterazioni nella plasticità tipiche della DC. Dopo il trattamento con tossina botulinica (BoNT), considerata la terapia di prima scelta per la gestione della sintomatologia della DC, tali alterazioni del sonno regrediscono, ripristinando un corretto andamento della SWA. La nostra ipotesi assume che le anomalie del sonno e della plasticità corticale condividano deficit comuni nella DC e contribuiscano alla sua patogenesi. Questa seconda parte del progetto ha esaminato le alterazioni della plasticità corticale omeostatica, valutando il grado di reversibilità a seguito di stimolazioni eccitatorie ed inibitorie, e l’effetto del sonno tali meccanismi in pazienti DC trattati con BoNT. La procedura ha utilizzato tecniche di stimolazione magnetica transcranica (TMS), le quali, mediante l’analisi dell’ampiezza dei potenziali evocati motori (MEP), rappresentano un utile strumento per valutare le variazioni nella plasticità sinaptica. Nove pazienti DC e otto individui sani hanno partecipato a sessioni di stimolazione pre e post-sonno, costituiti da protocolli eccitatori ed inibitori di Theta Burst Stimulation (TBS) per indurre rispettivamente meccanismi di potenziamento e depotenziamento sinaptico nell’eccitabilità corticale. Ogni protocollo TBS è stato seguito da una stimolazione TMS a singolo impulso (sTMS) per misurare le conseguenti variazioni dei MEP. Nel gruppo di controllo è stato osservato un fisiologico aumento dell’eccitabilità corticale a seguito del protocollo di potenziamento ed una diminuzione della stessa dopo il depotenziamento. I risultati del gruppo DC hanno evidenziato adeguati processi di potenziamento sinaptico dopo il paradigma eccitatorio, ma un ridotto depotenziamento sinaptico a seguito della stimolazione inibitoria, suggerendo anomali meccanismi omeostatici nella plasticità corticale che non consentono un’efficace reversibilità dell’eccitazione corticale a livelli pre-potenziamento. Tuttavia, nelle analisi tra le sessioni del gruppo DC, è stata osservata una riduzione del depotenziamento effettivo post-sonno rispetto alla condizione pre-sonno, indicando una riduzione del livello di eccitabilità corticale durante la notte. Tale risultato evidenzia un miglioramento del downscaling sinaptico presumibilmente dovuto al recupero post-trattamento della fisiologica SWA. Questi dati rafforzano l’ipotesi di un possibile legame tra i meccanismi omeostatici del sonno e della plasticità corticale nella DC, tuttavia sono necessari ulteriori indagini per confermare tali risultati.
2023
Cortical plasticity in cervical distonia: evidence for abnormalities in synaptic homeostasis A TMS study
Distonia cervicale
Omeostasi sinapsi
Plasticità
TMS
Sonno
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