L'ictus mette a rischio la salute delle persone e il "China Brain Project" porta speranza di guarigione!

Nel gennaio 2023, il team di ricerca di Tong Xiaoping del Songjiang Research Institute della Facoltà di Medicina dell'Università Jiao Tong di Shanghai , in collaborazione con il team di ricerca di Wan Jieqing dell'ospedale affiliato Renji, ha pubblicato i risultati della sua ultima ricerca intitolata "L'attivazione del canale Kir4.1 nella glia NG2 contribuisce alla rimielinizzazione nell'ictus ischemico" sulla rivista autorevole a livello internazionale eBioMedicine, una sussidiaria di Lacent. Hanno applicato la tecnologia transgenica, la registrazione patch clamp visualizzata dell'intera cellula, la microscopia elettronica a trasmissione, la risonanza magnetica per immagini su piccoli animali, l'analisi comportamentale in vivo e altre tecniche sperimentali per rivelare il nuovo meccanismo dell'effetto delle cellule gliali NG2 sulla demielinizzazione neuronale causata dall'ictus ischemico.

L'ictus menzionato nello studio, noto anche come accidente cerebrovascolare o ictus , è una delle malattie più gravi che colpisce la salute dei residenti cinesi. Può causare sintomi clinici quali paralisi degli arti (emiplegia), disturbi del linguaggio, disfagia, deterioramento cognitivo e depressione mentale. Presenta le seguenti caratteristiche: elevata incidenza, elevato tasso di recidiva, elevato tasso di disabilità, elevato tasso di mortalità, pesante impatto economico e gravi danni alla società e alla famiglia. Secondo le statistiche dell'Organizzazione Mondiale della Sanità, ogni 6 secondi nel mondo una persona è colpita da un ictus e ogni 21 secondi una persona muore o diventa permanentemente disabile a causa di un ictus. Nell'ambito del progetto principale "Scienza del cervello e ricerca sul cervello" del National Science and Technology Innovation 2030, in particolare il "China Brain Project" , gli scienziati stanno attivamente ricercando la patogenesi dell'ictus, esplorando e individuando strategie di prevenzione e trattamento delle malattie dell'ictus partendo dalla radice e dall'origine.

● Progressi nella scienza del cervello nella ricerca sull'ictus

1. Innovazione nella tecnologia di imaging cerebrale

Lo sviluppo della neuroscienza è indissolubilmente legato alle tecnologie di imaging avanzate. Nello studio delle malattie cerebrovascolari, la risonanza magnetica funzionale (fMRI), l'imaging con tensore di diffusione (DTI) e le tecniche di angiografia ad alta risoluzione forniscono ai medici mezzi non invasivi per osservare il flusso ematico cerebrale, il danno ai tessuti cerebrali e la riorganizzazione delle reti neurali. Queste tecnologie non solo aiutano a formulare una diagnosi accurata dell'ictus nelle fasi iniziali, ma aiutano anche i medici a valutare la prognosi del paziente.

2. Ricerca sui meccanismi neuroprotettivi

Dopo un ictus, la morte delle cellule nervose e il danneggiamento del tessuto cerebrale sono processi complessi. La ricerca neuroscientifica è volta a svelare i meccanismi neuroprotettivi coinvolti in questo processo, per trovare trattamenti in grado di ridurre la morte delle cellule cerebrali e promuovere la riparazione dei tessuti cerebrali. Ad esempio, i ricercatori hanno provato e scoperto un composto naturale di origine cinese, la luteolina, in grado di penetrare la barriera ematoencefalica e provocare l'apertura dei canali ionici Kir4.1. Il trattamento dei topi affetti da ischemia cerebrale con luteolina può aumentare la corrente del canale Kir4.1 delle cellule gliali NG2, promuovere ulteriormente la rigenerazione della mielina assonale, ridurre l'area dell'infarto cerebrale nei topi e, in definitiva, migliorare la funzione neuromotoria dei topi.

3. Esplorazione della neuroplasticità

Nei pazienti colpiti da ictus si può osservare una "riorganizzazione funzionale". Ad esempio, se l'area del cervello che controlla il movimento del braccio è danneggiata, altre aree non danneggiate potrebbero assumere questa funzione e ripristinare parte della funzionalità del movimento del braccio. Questa è una manifestazione della neuroplasticità, ovvero la capacità delle cellule cerebrali (neuroni) di riorganizzarsi e adattarsi dopo un infortunio per ripristinare o sostituire la funzione persa. La ricerca sulla neuroplasticità è un argomento all'avanguardia nella neuroscienza, che studia il modo in cui il cervello si adatta a nuove situazioni modificando la propria struttura e funzione dopo un infortunio. Questo adattamento può assumere la forma di nuove connessioni neurali, del rafforzamento di quelle esistenti o di cambiamenti nel modo in cui i segnali vengono trasmessi tra i neuroni. Nella ricerca sull'ictus, lo studio della neuroplasticità è particolarmente importante. Acquisendo una comprensione più approfondita del modo in cui il cervello si ripara dopo un infortunio, si fornisce una base teorica per lo sviluppo di nuovi trattamenti e strategie riabilitative che mirano a promuovere il processo di autoriparazione del cervello nei pazienti colpiti da ictus, aiutandoli a recuperare le funzioni perse e migliorando la loro qualità di vita.

Questo ambito di ricerca non solo porta speranza di guarigione ai pazienti colpiti da ictus, ma fornisce anche preziosi spunti per la nostra comprensione e conoscenza della complessità e della resilienza del cervello.

● Applicazione della ricerca simile al cervello nelle malattie cerebrovascolari

1. Modello di computer che simula la rete vascolare cerebrale

Un'importante direzione della ricerca sul cervello è la creazione di modelli informatici che simulino il funzionamento del cervello. Nello studio delle malattie cerebrovascolari, gli scienziati utilizzano questi modelli per simulare i cambiamenti emodinamici nella rete vascolare cerebrale e la risposta del tessuto cerebrale dopo il blocco o la rottura dei vasi sanguigni. Questi modelli non solo ci aiutano a comprendere la patogenesi delle malattie cerebrovascolari, ma forniscono anche preziosi riferimenti per lo sviluppo di farmaci e il trattamento clinico.

2. Applicazione dell'intelligenza artificiale nella previsione e diagnosi delle malattie

Lo sviluppo della tecnologia dell'intelligenza artificiale ha offerto nuove possibilità per la diagnosi precoce e la valutazione prognostica delle malattie cerebrovascolari. Analizzando grandi quantità di dati di imaging medico, informazioni cliniche, dati genetici, ecc., gli algoritmi di intelligenza artificiale possono aiutare i medici a identificare con maggiore precisione i siti delle lesioni, prevedere la progressione della malattia e sviluppare piani di trattamento personalizzati.

3. Esplorazione dell'interfaccia cervello-computer nella medicina riabilitativa

La tecnologia dell'interfaccia cervello-computer (BMI) è una tecnologia in grado di convertire l'attività cerebrale in segnali di controllo per dispositivi esterni. Nel trattamento riabilitativo delle malattie cerebrovascolari, si prevede che la tecnologia BMI aiuti i pazienti ad allenare e recuperare le funzioni motorie, controllando protesi o dispositivi esterni attraverso il controllo mentale. Questa tecnologia non solo migliora i risultati della riabilitazione, ma aumenta anche l’autostima e la qualità della vita dei pazienti.

● Prospettive e sfide

I risultati della neuroscienza e della ricerca sul cervello vengono gradualmente trasformati in applicazioni cliniche. Ad esempio, alcuni farmaci basati su meccanismi neuroprotettivi sono entrati nella fase di sperimentazione clinica e si prevede che forniranno nuove opzioni terapeutiche per i pazienti affetti da malattie cerebrovascolari. Allo stesso tempo, negli ospedali hanno iniziato a essere utilizzati anche sistemi diagnostici assistiti dall'intelligenza artificiale per aiutare i medici a migliorare l'efficienza e l'accuratezza delle diagnosi. Inoltre, la tecnologia BMI nella medicina riabilitativa sta gradualmente passando dal laboratorio alla clinica, portando nuove speranze per il recupero funzionale dei pazienti.

Di conseguenza, la neuroscienza e la ricerca sul cervello devono ancora affrontare numerose sfide nel campo delle malattie cerebrovascolari. In primo luogo, la complessità del cervello e le differenze individuali limitano l'universalità dei risultati della ricerca; in secondo luogo, la trasformazione clinica delle nuove tecnologie deve essere sottoposta a rigorose verifiche di sicurezza ed efficacia; infine, gli elevati costi di ricerca e sviluppo e i costi di trattamento sono altri fattori che limitano l'applicazione diffusa di queste tecnologie.

● Credere

Con il progresso della scienza e della tecnologia e la crescente attenzione rivolta dalla società alle malattie cerebrovascolari, abbiamo motivo di credere che il "China Brain Project" continuerà a contribuire maggiormente alla prevenzione, diagnosi e trattamento delle malattie cerebrovascolari.

Questo lavoro è stato originariamente creato dal team di scienze sanitarie dell'ospedale Songjiang affiliato alla facoltà di medicina dell'Università Jiaotong di Shanghai

Autore: Zhu Qinting, medico di medicina generale, base di formazione standardizzata per medici residenti, ospedale Songjiang affiliato alla facoltà di medicina dell'università Jiao Tong di Shanghai

Autore corrispondente: Shen Hua, vice primario di medicina generale, Ospedale Songjiang, Facoltà di Medicina dell'Università Jiao Tong di Shanghai

Fonte dell'immagine: composta dall'autore e poi creata dall'IA

Progetto di finanziamento: Progetto di divulgazione scientifica 2023 del distretto di Songjiang, Shanghai

(2023SJKPZ016)