Hai ancora paura dell'Alzheimer? Il “China Brain Project” potrebbe portare una nuova alba!

Il gruppo di ricerca di Zeng Jianxiong del Songjiang Hospital affiliato alla Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, del Songjiang Research Institute della Shanghai Jiao Tong University School of Medicine e del Kunming Institute of Zoology dell'Accademia cinese delle scienze, in collaborazione con il professor Ma Xueling del quarto ospedale affiliato dell'Università medica di Harbin, ha pubblicato un articolo di ricerca intitolato "L'infezione microbica promuove la patologia amiloide in un modello murino di malattia di Alzheimer tramite la modulazione della γ-secretasi" sulla rivista Molecular Psychiatry, una sussidiaria di Nature, svelando il meccanismo molecolare mediante il quale l'infezione centrale del virus herpes simplex (HSV-1), comunemente presente nella popolazione umana, promuove il processo patologico della malattia di Alzheimer.

Parlando del morbo di Alzheimer, non si tratta solo di una malattia, ma anche di un crudele problema sociale. Con l'invecchiamento della popolazione, aumenta il numero di pazienti affetti da malattie neurodegenerative, come l'Alzheimer (comunemente noto come demenza senile) e il Parkinson. Ad esempio, attualmente in Cina ci sono più di 9 milioni di malati di Alzheimer, il che la colloca al primo posto nel mondo , e il tasso di prevalenza tra la popolazione anziana con più di 65 anni è compreso tra il 4% e il 7%. Queste malattie compromettono gravemente le capacità cognitive, il comportamento e la capacità di vivere quotidianamente dei pazienti, rappresentando un peso gravoso per le famiglie e la società. Attualmente non esiste una cura efficace. Fortunatamente, il grande progetto nazionale di innovazione scientifica e tecnologica 2030 "Scienza del cervello e ricerca simile al cervello", vale a dire il "China Brain Project", ha compiuto notevoli progressi nella diagnosi, nel trattamento e nella prevenzione delle malattie neurodegenerative.

● Progressi nella ricerca scientifica sulle malattie neurodegenerative

La neuroscienza ci offre nuove prospettive per comprendere la patogenesi delle malattie neurodegenerative studiando la struttura e la funzione del cervello. Utilizzando tecniche di imaging avanzate , come la risonanza magnetica per immagini (RMI) e la tomografia a emissione di positroni (PET), gli scienziati sono in grado di osservare cambiamenti strutturali e anomalie metaboliche nel cervello dei pazienti affetti da malattie neurodegenerative. Questi cambiamenti includono la perdita di neuroni, la riduzione delle connessioni sinaptiche e il declino funzionale di specifiche regioni del cervello.

Oltre alla tecnologia di imaging, la ricerca sulle neuroscienze coinvolge anche numerosi campi, come la biologia molecolare, la genetica e la patologia . Attraverso questi studi, gli scienziati hanno scoperto che le malattie neurodegenerative sono spesso associate a specifiche mutazioni genetiche, accumulo anomalo di proteine ​​e neuroinfiammazione. Ad esempio, nel cervello dei pazienti affetti da Alzheimer, gli scienziati hanno trovato depositi anomali di proteina beta-amiloide e la formazione di grovigli neurofibrillari, considerati fattori chiave nell'insorgenza della malattia.

● Applicazione della ricerca sul cervello nelle malattie neurodegenerative

La ricerca sul cervello, come branca del campo dell'intelligenza artificiale, imita i principi di funzionamento del cervello per costruire sistemi intelligenti. La ricerca sul cervello svolge un ruolo sempre più importante nello studio delle malattie neurodegenerative. Costruendo modelli di reti neurali per simulare i processi cognitivi e di memoria del cervello, gli scienziati sono in grado di comprendere meglio il modo in cui le malattie neurodegenerative influenzano questi processi.

Ad esempio, nello studio del morbo di Alzheimer, gli scienziati hanno utilizzato la tecnologia di apprendimento profondo per costruire un modello di rete neurale che simulasse il meccanismo di memoria del cervello . Hanno scoperto che quando alcuni neuroni del modello venivano "danneggiati" o "persi", la capacità di memoria del modello diminuiva in modo significativo, il che è molto simile ai sintomi della perdita di memoria nei pazienti affetti da Alzheimer. Questi modelli consentono agli scienziati non solo di comprendere più a fondo i meccanismi delle malattie, ma anche di testare potenziali trattamenti.

Inoltre, la ricerca sul cervello fornisce nuovi strumenti per la diagnosi precoce e il monitoraggio delle patologie neurodegenerative. Analizzando i dati comportamentali e di neuroimaging dei pazienti, gli scienziati sono riusciti ad addestrare modelli di apprendimento automatico in grado di riconoscere i segni distintivi della malattia. Questi modelli possono aiutare i medici a diagnosticare le malattie in modo più accurato e a monitorarne la progressione.

● Trasformazione dei risultati della ricerca in pratica clinica

I risultati della ricerca nel campo delle neuroscienze e della ricerca neurobiologica sulle malattie neurodegenerative vengono gradualmente trasformati in applicazioni cliniche. Per quanto riguarda la diagnosi, i metodi diagnostici basati sulle tecnologie di neuroimaging e di apprendimento automatico hanno iniziato a trovare applicazione nella pratica clinica. Questi metodi potrebbero identificare con maggiore accuratezza i primi segnali delle malattie neurodegenerative e fornire ai pazienti trattamenti più tempestivi.

Per quanto riguarda il trattamento, la patogenesi della malattia rivelata dalla ricerca sulle neuroscienze fornisce obiettivi per lo sviluppo di nuovi farmaci. Ad esempio, gli scienziati stanno sviluppando farmaci in grado di inibire processi patologici come il deposito di beta-amiloide e la neuroinfiammazione nel morbo di Alzheimer. Allo stesso tempo, la ricerca sul cervello basata su modelli di reti neurali fornisce anche nuove idee per il trattamento riabilitativo delle malattie neurodegenerative. È possibile aiutare i pazienti a recuperare alcune delle loro funzioni allenando le loro capacità cognitive e migliorando la plasticità cerebrale.

Oltre alla diagnosi e al trattamento, anche la neuroscienza e la ricerca sul cervello svolgono un ruolo importante nella prevenzione delle malattie neurodegenerative . Acquisendo una conoscenza più approfondita dei meccanismi delle malattie e dei fattori di rischio, gli scienziati possono sviluppare strategie di prevenzione più efficaci. Ad esempio, l'incidenza delle malattie neurodegenerative può essere ridotta migliorando lo stile di vita e riducendo il rischio di malattie cardiovascolari.

● Sfide e prospettive

Sebbene la neuroscienza e la ricerca sul cervello abbiano compiuto notevoli progressi nelle malattie neurodegenerative, devono ancora affrontare numerose sfide e aree sconosciute . Innanzitutto, la patogenesi delle malattie neurodegenerative è molto complessa e coinvolge l'interazione di molteplici geni, proteine ​​e fattori ambientali. Sono quindi necessari ulteriori sforzi di ricerca per comprendere appieno la patogenesi di queste malattie.

In secondo luogo, per quanto riguarda la traslazione clinica, sebbene alcuni nuovi metodi diagnostici e strategie di trattamento abbiano dimostrato del potenziale, devono ancora essere sottoposti a rigorosi studi clinici per verificarne l'efficacia e la sicurezza. Inoltre, data la grande eterogeneità e le differenze individuali delle malattie neurodegenerative, anche le strategie di trattamento personalizzate per i diversi pazienti rappresentano un'importante direzione per la ricerca futura.

Infine, con il continuo progresso della tecnologia e la continua accumulazione di dati, si prevede che la neuroscienza e la ricerca sul cervello svolgeranno un ruolo sempre più importante nella previsione, nella diagnosi precoce, nel trattamento di precisione e nella riabilitazione delle malattie neurodegenerative. Allo stesso tempo, questi studi ci forniranno anche conoscenze più preziose sui meccanismi di funzionamento del cervello e promuoveranno il continuo sviluppo di campi come la neuroscienza e l'intelligenza artificiale.

● Conclusion

L'esplorazione e l'applicazione della neuroscienza e della ricerca sul cervello nelle malattie neurodegenerative ci hanno portato nuove speranze e nuove sfide. Acquisendo conoscenze approfondite sul funzionamento del cervello e sviluppando sistemi intelligenti che imitano il cervello, speriamo di comprendere meglio la natura di queste malattie e di offrire ai pazienti diagnosi e trattamenti più efficaci. Tuttavia, questo processo è ancora pieno di incognite e sfide e richiede l'impegno incessante e l'esplorazione degli scienziati. Non vediamo l’ora che il “China Brain Project” apporti maggiori benefici ai pazienti affetti da malattie neurodegenerative in futuro.

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: Liu Ying, medico curante presso l'ospedale Songjiang, 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)