Un assistente virtuale per i pazienti affetti da malattia di Parkinson, attivo 24 ore al giorno, 7 giorni su 7. “Il Neurologo risponde” è il prototipo sviluppato grazie alla collaborazione tra il nostro Ateneo e IBM e presentato in occasione della Giornata Nazionale per il Parkinson, iniziativa alla quale ha aderito anche il nostro Policlinico Universitario.

Il software utilizzerà sistemi d’intelligenza artificiale (IBM Watson) per assistere la persona affetta da Parkinson nella gestione ordinaria della patologia, dando consigli utili e rispondendo alle domande che gli saranno poste. Pazienti ma anche familiari e caregivers potranno in tempo reale soddisfare curiosità sulla malattia e avere risposte a dubbi sul trattamento farmacologico.

Un sistema che, costantemente monitorato dagli specialisti, potrà contribuire a migliorare i processi di diagnosi e cura della malattia di Parkinson, che solo in Italia colpisce circa 300 mila persone. “Un numero – spiega la dott.ssa Lucia Florio, neurologa presso UCBM – destinato a raddoppiare nei prossimi 15 anni, mentre si abbassa l’età dei pazienti che ne sono affetti”.

Stimolazione cerebrale profonda per agire sui neuroni

Sul fronte terapeutico, il nostro Policlinico Universitario è in grado di gestire la fase di programmazione della stimolazione cerebrale profonda, una tecnica chirurgica che prevede l’impianto di elettrodi nel cervello e il loro collegamento a un generatore di impulsi elettrici (pacemaker) collocato all’altezza del torace. La stimolazione elettrica agisce sui neuroni contribuendo a ridurre per un lungo periodo i sintomi del Parkinson quali movimenti involontari e complicanze motorie.

“Nella fase avanzata della malattia – spiega il dott. Lazzaro di Biase, dottorando in Scienze dell’invecchiamento e della Rigenerazione tissutale presso UCBM – il paziente può presentare fluttuazioni della sintomatologia. Quando la terapia farmacologica non è sufficiente a controllare i sintomi, è necessaria una stimolazione continua dei neuroni, che può avvenire chimicamente, attraverso l’infusione sottocutanea di apomorfina o l’infusione intestinale di levodopa/carbidopa gel, oppure elettricamente. Oggi i dispositivi di ultima generazione di stimolazione cerebrale profonda possono offrire ai pazienti un recupero concreto e significativo della qualità di vita”.

La morte dell’area del cervello che produce la dopamina, un neurotrasmettitore essenziale per alcuni meccanismi di comunicazione tra i neuroni: sarebbe questa la causa del morbo di Alzheimer secondo lo studio pubblicato su Nature Communications da un’equipe di ricercatori coordinati da Marcello D’Amelio, responsabile dell’Unità di Ricerca di Neuroscienze Molecolari UCBM, in collaborazione con la Fondazione IRCCS Santa Lucia e il CNR di Roma.

L’origine dell’Alzheimer non è nella memoria

L’origine della patologia, che solo in Italia colpisce mezzo milione di persone oltre i 60 anni di età, non andrebbe ricercata dunque nell’ippocampo, la struttura del sistema nervoso centrale coinvolta nelle funzioni della memoria e su cui i ricercatori si sono focalizzati negli ultimi 20 anni.

“Abbiamo effettuato un’accurata analisi morfologica del cervello – spiega D’Amelio – e abbiamo scoperto che quando vengono a mancare i neuroni dell’area tegmentale ventrale, che producono la dopamina, il mancato apporto di questo neurotrasmettitore provoca il conseguente malfunzionamento dell’ippocampo, anche se tutte le cellule di quest’ultimo restano intatte, causandone il ‘tilt’ che genera la perdita di memoria”. Un meccanismo risultato perfettamente coerente con le descrizioni cliniche della patologia di Alzheimer fatte dai neurologi.

Una scoperta confermata in laboratorio

Un’ulteriore conferma della scoperta è stata possibile somministrando in laboratorio, su modelli animali, due diverse terapie: una con L-DOPA, un amminoacido precursore della dopamina; l’altra basata su un farmaco che ne inibisce la degradazione. In entrambi i casi, dopo aver iniettato il rimedio, si è registrato il recupero completo della memoria in tempi relativamente rapidi. Nel corso dei test, gli scienziati hanno registrato – accanto al miglioramento delle funzionalità mnesiche – anche il pieno ripristino della facoltà motivazionale e della vitalità. Si tratta di una seconda, importante, scoperta.

“Abbiamo verificato – chiarisce D’Amelio – che l’area tegmentale ventrale rilascia la dopamina anche nel nucleo accumbens, l’area che controlla la gratificazione e i disturbi dell’umore, garantendone il buon funzionamento. Per cui con la degenerazione dei neuroni che producono dopamina, aumenta anche il rischio di andare incontro a una progressiva perdita di iniziativa fino all’apatia, indice di un’alterazione patologica dell’umore”.

I cambiamenti nel tono dell’umore non sarebbero dunque – come si credeva fino ad oggi – una conseguenza della comparsa dell’Alzheimer, ma piuttosto una sorta di campanello d’allarme dietro il quale si nasconde l’inizio subdolo della patologia.

Nuove prospettive per la cura di Alzheimer e Parkinson

Le prospettive che lo studio schiude sono molteplici. “Il prossimo passo – spiega ancora il docente UCBM – dovrà essere la messa a punto di tecniche neuro-radiologiche più efficaci, in grado di farci accedere ai segreti custoditi nell’area tegmentale ventrale, per scoprirne i meccanismi di funzionamento e degenerazione.

Inoltre, i risultati ottenuti suggeriscono di non sottovalutare i fenomeni depressivi nella diagnosi di Alzheimer, perché potrebbero andare di pari passo con la perdita della memoria.

Infine, poiché pure il Parkinson è causato dalla morte dei neuroni che producono la dopamina, è possibile immaginare che le strategie terapeutiche future per entrambe le malattie potranno concentrarsi su un obiettivo comune: impedire in modo ‘selettivo’ la morte di questi neuroni”.

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L’impegno dei nostri ricercatori contro le patologie della terza età

Ictus, mal di schiena, ischemia cerebrale, Parkinson, Alzheimer. Le patologie legate all’avanzare degli anni sono numerose e possono danneggiare la qualità della vita in modo anche grave.

Migliorare la qualità della vita degli anziani è un impegno prioritario dei nostri ricercatori. Uno sforzo trasversale che vede in prima linea le Unità di Ricerca di Neurologia, Ortopedia e Traumatologia, Medicina fisica e riabilitativa, Robotica biomedica e Biomicrosistemi.

La scoperta dei meccanismi all’origine dell’Alzheimer

“Secondo un nostro studio, già confermato da una sperimentazione su pazienti svolta dall’Università di Sheffield, l’origine del morbo dell’Alzheimer non risiede nella parte del cervello legata alla memoria, ma in quella deputata all’umore. La scoperta ha fatto ben presto il giro del mondo, aprendo una nuova frontiera per la cura. Ora siamo impegnati a valutare l’efficacia della musica nella lotta contro il morbo”.

Prof. Marcello D’Amelio,
Responsabile Unità di Ricerca di Neuroscienze molecolari

Un laboratorio per prevenire le cadute

“Grazie a un laboratorio per la valutazione della deambulazione e a un ambulatorio e una palestra dedicati alla valutazione e al trattamento del rischio di caduta e al training per l’equilibrio, stiamo sviluppando due progetti di ricerca volti al miglioramento delle difficoltà del cammino e alla prevenzione delle cadute nella popolazione anziana”.

Prof.ssa Silvia Sterzi,
Primario di Medicina fisica e riabilitazione

Stimolazione nervosa per il recupero post ictus

“L’ictus è una patologia molto frequente e rappresenta la prima causa di disabilità per la popolazione adulta. Partendo da studi sulle tecniche di stimolazione nervosa non invasiva di recente introduzione – come la stimolazione cerebrale elettromagnetica e la stimolazione vagale transcutanea – stiamo mettendo a punto protocolli innovativi per potenziare le capacità di recupero del cervello umano dopo un ictus”.

Prof. Vincenzo Di Lazzaro,
Primario di Neurologia

Cellule staminali contro il mal di schiena

“La terapia con le cellule staminali dell’adulto ha mostrato di essere efficace su modelli sperimentali. I nuovi studi in programma hanno quindi l’obiettivo di traslare il trattamento rigenerativo sull’uomo, per prevenire l’insorgenza delle evoluzioni più gravi della patologia del mal di schiena nell’anziano”.

Prof. Vincenzo Denaro,
Primario Emerito di Ortopedia e Traumatologia

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Un orologio da polso che, in pochi secondi, consenta la diagnosi di Parkinson. Il dispositivo, già brevettato, costerà poche decine di euro ed è stato messo a punto da un giovane neurologo UCBM, nell’ambito di una collaborazione tra l’Unità di ricerca di Neurologia, Neurofisiologia e Neurobiologia e il Dipartimento di Neuroscienze dell’Università di Oxford. Presto a disposizione dei neurologi e degli ambulatori dei medici di famiglia, il test dura appena 10 secondi e permette di rilevare se il paziente è affetto da malattia di Parkinson o se il tremolio delle sue mani è diagnosticabile come tremore essenziale, patologia che al contrario non presenta un’evoluzione progressiva e che richiede un diverso trattamento.

Un indice diagnostico non invasivo per il Parkinson

I risultati relativi all’applicazione dello strumento, altamente innovativo, sono stati da poco pubblicati sulla rivista Brain e presentati al congresso internazionale su Parkinson e disturbi del movimento in corso a Vancouver, dove il primo autore della ricerca e co-titolare del brevetto, il neurologo UCBM Lazzaro Di Biase, è stato insignito del premio ‘giovani ricercatori’. Ha spiegato lo specialista: “Da molti anni i neurologi tentavano di arrivare a ciò che abbiamo scoperto: un indice diagnostico non invasivo della malattia di Parkinson con un’accuratezza vicina al 92 per cento”. Il dato degli studi effettuati, in effetti, è di gran lunga migliore rispetto all’80 per cento raggiunto dalla diagnosi clinica, come pure in confronto ai risultati della SPECT cerebrale, esame diagnostico che utilizza peraltro raggi dannosi per la salute, oltre ad essere presente in pochi centri ospedalieri e con liste d’attesa lunghe e costi elevati.

Coinvolti i massimi esperti mondiali

Il ‘segreto’ dello speciale orologio – che ha ricevuto anche il riconoscimento dell’Accademia Italiana Malattia di Parkinson e Disordini del Movimento come miglior comunicazione orale e il premio Giovani Ricercatori della Società Italiana di Neurofisiologia – sta nel particolare algoritmo brevettato dagli scienziati e capace di predire in modo automatico la diagnosi del paziente, partendo dall’analisi del tremore. Attualmente infatti, sottolinea il ricercatore, “l’errore diagnostico è pari a circa il 40 per cento nei casi di tremore essenziale e al 20 per cento nel Parkinson”. Percentuali che salgono per i neurologi non esperti. Una delle forze del progetto sta inoltre nella vastità e varietà del campione analizzato, entrambe possibili grazie al coinvolgimento dei massimi esperti mondiali di tremore, che hanno fornito i dati dei loro pazienti per testare e validare l’algoritmo.

Verso un indice di accuratezza del 99%

Per il futuro, i ricercatori puntano ora a raggiungere un indice di accuratezza del 99%: “I risultati ottenuti con il nostro strumento – afferma il suo inventore – andranno testati sui dati di pazienti di cui sono disponibili anche gli esiti delle autopsie cerebrali, perché la diagnosi di certezza sul Parkinson ad oggi è possibile solo verificando la riduzione delle cellule che producono dopamina nella sostanza nera del mesencefalo”. Intanto, il sistema permetterà anche di evitare ritardi nella diagnosi, attualmente molto frequenti.