Il Mild Cognitive Impairment (MCI) è considerato una fase preclinica della demenza di Alzheimer (AD) per l'elevato rischio di conversione presentato da questi pazienti. L'EEG rappresenta un promettente strumento per l'identificazione di biomarkers precoci della futura conversione. Pazienti con MCI e AD mostrano, infatti, alterazioni comuni nell'EEG, quali un generale fenomeno di rallentamento (slowing) dell'attività corticale durante la veglia e il sonno REM e una riduzione del sonno ad onde lente nel NREM, suggerendo una disfunzione nei meccanismi di sincronizzazione corticale attribuibile alla precoce compromissione del sistema colinergico basale nel decorso della patologia.
Il presente progetto ha l'obiettivo di valutare le alterazioni dell'attività corticale in diverse fasi del ciclo sonno-veglia associate alla progressione in AD di pazienti MCI e di identificare biomarker EEG della futura conversione in fase prodromica.
I 20 pazienti MCI di un recente studio, saranno rivalutati in un follow-up (FLW) a distanza di almeno 1 anno. In modo analogo alla baseline (BSL), oltre alla valutazione neuropsicologica, i pazienti saranno sottoposti ad acquisizione di EEG di veglia in due fasi circadiane (mattina e sera) ed a polisonnografia notturna. I tracciati EEG (BSL e FLW) saranno analizzati in termini di potenza spettrale mediante Fast Fourier Transform (FFT), di attività oscillatoria mediante algoritmo di detezione Better OSCillation (BOSC) e di coerenza in termini di Mean Square Coherence (MSC).
I risultati permetteranno di descrivere un quadro multi-dimensionale dei cambiamenti nell'EEG di veglia e sonno associati alla conversione in AD (confronto FLW vs. BSL). Il confronto alla BSL tra pazienti con diagnosi di AD al FLW e MCI stabili darà indicazioni circa le alterazioni differenziali in fase prodromica nelle diverse condizioni che risultano predittive della futura conversione. Queste saranno integrate in un'analisi discriminante per stabilirne il potere predittivo.
Il presente progetto propone il primo studio longitudinale dei correlati elettrofisiologici della progressione dal deterioramento cognitivo lieve alla demenza di Alzheimer conclamata che tenga in considerazione l'intero ciclo veglia-sonno. L'attività corticale in diverse condizioni e stati di coscienza diversi (i. e. veglia a riposo ad occhi aperti ed occhi chiusi in diverse fasi circadiane e sonno REM e NREM) riflette aspetti differenti del funzionamento cerebrale, per cui l'integrazione dei dati ottenuti con il protocollo descritto permetterà di ottenere informazioni sui diversi sistemi che possono risultare deficitari con tempistiche diverse nel corso della progressione del disturbo. Come anticipato nella sezione 'Inquadramento della proposta', il sonno REM potrebbe risultare il contesto elettrofisiologico più promettente per riscontrare la precoce compromissione del sistema colinergico e quindi fornire indici più affidabili nel predire la conversione di MCI in AD. Inoltre, specifiche caratteristiche di alcuni elementi del sonno NREM che risultano alterati negli MCI, come i fusi del sonno o le oscillazioni lente, connessi con il consolidamento delle memorie ippocampo-dipendenti e controllati dal network talamo-corticale, potrebbero risultare a loro volta informative dell'efficienza di questo specifico sistema. La valutazione congiunta dell'attività corticale in due fasi circadiane diverse, invece, permetterà di indagare la funzionalità dei meccanismi omeostatici di regolazione della pressione verso sonno. Stante il ruolo fondamentale e protettivo del sonno per il funzionamento corticale e i processi di memoria, un'eventuale alterazione del processo omeostatico (indice di una compromissione della funzione ristoratrice del sonno), che risultasse già presente in una fase precoce della malattia in coloro che convertiranno in AD, potrebbe rappresentare un fattore predisponente alla progressione verso l'AD. Inoltre, la valutazione dell'EEG di veglia in due condizioni caratterizzate da un background elettrofisiologico complementare, occhi aperti con prevalenza di attività desincronizzata ad alta frequenza ed occhi chiusi con prevalenza di ritmo alpha e theta, potrebbe fornire indici più sensibili per rilevare differenze anche fini tra lo slowing in soggetti che progrediranno in AD e non. Infine, l'adozione di misure di coerenza e quantità di attività oscillatoria, oltre alla più consolidata analisi delle potenze spettrali, in tutte le diverse condizioni di veglia e sonno forniranno indicazioni approfondite circa l'integrità/alterazione dei meccanismi di sincronizzazione locale (BOSC) e tra aree corticali diverse (MSC) nelle diverse condizioni.
Le alterazioni riscontrate come associate alla conversione in AD nelle diverse condizioni e nelle diverse misure analizzate forniranno, quindi, un quadro molto dettagliato dei correlati elettrofisiologici del passaggio da un deterioramento cognitivo lieve ad una demenza di Alzheimer conclamata, contribuendo in maniera importante alle conoscenze attualmente disponibili sui correlati elettrofisiologici di questa patologia.
Inoltre, l'identificazione di specifiche alterazioni già presenti in fase pre-clinica e distintive di coloro che convertiranno in AD nel corso dell'anno successivo rappresenteranno potenziali markers elettrofiosiologici diagnostici di Malattia di Alzheimer, contribuendo notevolmente alla fase diagnostica di questa demenza neurodegenerativa. L'identificazione di biomarkers precoci della futura conversione nella popolazione MCI, infatti, risulta di cruciale importanza ai fini di permettere interventi farmacologici tempestivi già in fase di esordio preclinico della patologia, stante il fatto che i trattamenti attualmente disponibili risultano in grado solo di rallentare il decorso della patologia stessa.