Background - Anorexia nervosa (AN) is a severe psychiatric disorder characterized by restrictive eating, body image distortion, and medical and psychiatric comorbidities, with the highest mortality among mental illnesses. Neuroscientific research has revealed structural and functional brain alterations, pointing to abnormal network organization in AN. Resting-state fMRI (rs-fMRI), combined with graph theory, enables investigation of brain connectome topology and its clinical correlates. Aim of the Study - To investigate resting-state functional connectivity in AN patients compared to healthy controls, focusing on both global and local network properties, in order to identify potential markers of vulnerability and possible future therapeutic targets. Materials and Methods - Female patients with DSM-5 diagnosis of AN and healthy controls were enrolled. Clinical and neuropsychological assessments (EDI-1, WCST, ROF, RMET) were performed. Rs-fMRI data were acquired using a 3T scanner, preprocessed, and parcellated with the Schaefer 400-node atlas. Graph metrics (global and local efficiency, clustering, path length, centrality) were extracted. Statistical analyses included age as covariate and multiple-comparison corrections. Results - Compared to controls, AN patients showed a globally hyperintegrated profile: increased global efficiency and shorter path lengths, alongside reduced clustering and local cohesion. Network-specific findings included: Hyperintegration of the Default Mode Network and Frontoparietal Network, linked to self-referential rumination and cognitive rigidity; reduced centrality in Salience and Attentional Networks, suggesting impaired filtering of salient stimuli; decreased clustering in Somatomotor and Visual Networks, associated with body image distortion; increased efficiency in the Limbic Network, consistent with less selective emotional processing. Conclusions - The study demonstrates widespread reorganization of functional brain connectivity in AN, with imbalance between integration and segregation. Patients show globally hyperintegrated but locally less cohesive networks, which may underlie rumination, cognitive rigidity, and body image distortion. Despite methodological limitations (small sample size, female-only cohort, possible medication effects), rs-fMRI combined with graph theory analysis emerges as a promising tool to define clinical phenotypes and to guide personalized therapeutic interventions.  

Presupposto dello studio - L’anoressia nervosa (AN) è un disturbo psichiatrico grave, caratterizzato da restrizione alimentare, alterazione dell’immagine corporea e comorbilità psichiatriche e mediche, che rappresenta la principale causa di mortalità tra i disturbi mentali. La ricerca neuroscientifica ha evidenziato alterazioni strutturali e funzionali del cervello, suggerendo un coinvolgimento dei network cerebrali nella fisiopatologia del disturbo. In particolare, la resting-state fMRI (rs-fMRI), combinata con la teoria dei grafi, consente di analizzare la topologia del connettoma e di esplorare i meccanismi alla base dei sintomi clinici. Scopo dello studio - Analizzare le proprietà della connettività funzionale cerebrale in pazienti con AN rispetto a controlli sani, con l’obiettivo di identificare alterazioni globali e locali delle reti neurali che possano rappresentare marcatori di vulnerabilità e, in futuro, potenziali target terapeutici. Materiali e Metodi - Sono state incluse pazienti di sesso femminile con diagnosi di AN secondo i criteri DSM-5 e controlli sani. La valutazione ha previsto test clinici e neuropsicologici (EDI-1, WCST, ROF, RMET). I dati rs-fMRI sono stati acquisiti con scanner 3T ad alta risoluzione, preprocessati e parcellizzati secondo l’atlante di Schaefer a 400 nodi. Sono state calcolate metriche di grafo globali e locali. Le analisi statistiche hanno incluso età come covariata e correzione per confronti multipli. Risultati - Rispetto ai controlli, le pazienti hanno mostrato un pattern di iperintegrzione globale: maggiore efficienza globale e cammini più brevi, ma riduzione del clustering e della coesione locale. A livello di network, si osservano: Iperintegrazione del Default Mode Network e del Frontoparietal Network, associata rispettivamente a ruminazione autoriferita e rigidità cognitiva; riduzione della centralità nei network Salience e Attentivi, che riflette difficoltà nel filtraggio degli stimoli rilevanti; ridotto clustering delle reti Sensori-motorie e Visive, correlato a distorsioni dell’immagine corporea; efficienza aumentata della rete Limbica, interpretabile come elaborazione emotiva meno selettiva. Conclusioni - Lo studio mostra un rimodellamento diffuso della connettività cerebrale nell’AN, con squilibrio tra integrazione e segregazione. Le pazienti presentano reti più integrate a livello globale ma meno coese localmente, in linea con i sintomi clinici di ruminazione, rigidità cognitiva e alterata immagine corporea. Nonostante i limiti metodologici (campione ridotto, esclusiva presenza di soggetti femminili, possibile effetto dei farmaci), i risultati suggeriscono che la rs-fMRI possa offrire biomarcatori utili per la definizione di fenotipi clinici e per lo sviluppo di interventi terapeutici personalizzati.

Connettività funzionale cerebrale nell’Anoressia Nervosa: uno studio fMRI in resting-state

PALOMBA, CRISTINA
2024/2025

Abstract

Background - Anorexia nervosa (AN) is a severe psychiatric disorder characterized by restrictive eating, body image distortion, and medical and psychiatric comorbidities, with the highest mortality among mental illnesses. Neuroscientific research has revealed structural and functional brain alterations, pointing to abnormal network organization in AN. Resting-state fMRI (rs-fMRI), combined with graph theory, enables investigation of brain connectome topology and its clinical correlates. Aim of the Study - To investigate resting-state functional connectivity in AN patients compared to healthy controls, focusing on both global and local network properties, in order to identify potential markers of vulnerability and possible future therapeutic targets. Materials and Methods - Female patients with DSM-5 diagnosis of AN and healthy controls were enrolled. Clinical and neuropsychological assessments (EDI-1, WCST, ROF, RMET) were performed. Rs-fMRI data were acquired using a 3T scanner, preprocessed, and parcellated with the Schaefer 400-node atlas. Graph metrics (global and local efficiency, clustering, path length, centrality) were extracted. Statistical analyses included age as covariate and multiple-comparison corrections. Results - Compared to controls, AN patients showed a globally hyperintegrated profile: increased global efficiency and shorter path lengths, alongside reduced clustering and local cohesion. Network-specific findings included: Hyperintegration of the Default Mode Network and Frontoparietal Network, linked to self-referential rumination and cognitive rigidity; reduced centrality in Salience and Attentional Networks, suggesting impaired filtering of salient stimuli; decreased clustering in Somatomotor and Visual Networks, associated with body image distortion; increased efficiency in the Limbic Network, consistent with less selective emotional processing. Conclusions - The study demonstrates widespread reorganization of functional brain connectivity in AN, with imbalance between integration and segregation. Patients show globally hyperintegrated but locally less cohesive networks, which may underlie rumination, cognitive rigidity, and body image distortion. Despite methodological limitations (small sample size, female-only cohort, possible medication effects), rs-fMRI combined with graph theory analysis emerges as a promising tool to define clinical phenotypes and to guide personalized therapeutic interventions.  
2024
Functional Brain Connectivity in Anorexia Nervosa: A Resting-State fMRI Study
Presupposto dello studio - L’anoressia nervosa (AN) è un disturbo psichiatrico grave, caratterizzato da restrizione alimentare, alterazione dell’immagine corporea e comorbilità psichiatriche e mediche, che rappresenta la principale causa di mortalità tra i disturbi mentali. La ricerca neuroscientifica ha evidenziato alterazioni strutturali e funzionali del cervello, suggerendo un coinvolgimento dei network cerebrali nella fisiopatologia del disturbo. In particolare, la resting-state fMRI (rs-fMRI), combinata con la teoria dei grafi, consente di analizzare la topologia del connettoma e di esplorare i meccanismi alla base dei sintomi clinici. Scopo dello studio - Analizzare le proprietà della connettività funzionale cerebrale in pazienti con AN rispetto a controlli sani, con l’obiettivo di identificare alterazioni globali e locali delle reti neurali che possano rappresentare marcatori di vulnerabilità e, in futuro, potenziali target terapeutici. Materiali e Metodi - Sono state incluse pazienti di sesso femminile con diagnosi di AN secondo i criteri DSM-5 e controlli sani. La valutazione ha previsto test clinici e neuropsicologici (EDI-1, WCST, ROF, RMET). I dati rs-fMRI sono stati acquisiti con scanner 3T ad alta risoluzione, preprocessati e parcellizzati secondo l’atlante di Schaefer a 400 nodi. Sono state calcolate metriche di grafo globali e locali. Le analisi statistiche hanno incluso età come covariata e correzione per confronti multipli. Risultati - Rispetto ai controlli, le pazienti hanno mostrato un pattern di iperintegrzione globale: maggiore efficienza globale e cammini più brevi, ma riduzione del clustering e della coesione locale. A livello di network, si osservano: Iperintegrazione del Default Mode Network e del Frontoparietal Network, associata rispettivamente a ruminazione autoriferita e rigidità cognitiva; riduzione della centralità nei network Salience e Attentivi, che riflette difficoltà nel filtraggio degli stimoli rilevanti; ridotto clustering delle reti Sensori-motorie e Visive, correlato a distorsioni dell’immagine corporea; efficienza aumentata della rete Limbica, interpretabile come elaborazione emotiva meno selettiva. Conclusioni - Lo studio mostra un rimodellamento diffuso della connettività cerebrale nell’AN, con squilibrio tra integrazione e segregazione. Le pazienti presentano reti più integrate a livello globale ma meno coese localmente, in linea con i sintomi clinici di ruminazione, rigidità cognitiva e alterata immagine corporea. Nonostante i limiti metodologici (campione ridotto, esclusiva presenza di soggetti femminili, possibile effetto dei farmaci), i risultati suggeriscono che la rs-fMRI possa offrire biomarcatori utili per la definizione di fenotipi clinici e per lo sviluppo di interventi terapeutici personalizzati.
Anoressia
fMRI
Connettomica
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12608/94829