Analisi della “state dependence” mediante lo studio della connettività funzionale locale in un campione di soggetti neurotipici e schizofrenici: uno studio di fMRI

La risonanza magnetica funzionale (fMRI) si è affermata come importante strumento di analisi in campo neuroscientifico, dimostrandosi particolarmente utile nella caratterizzazione di pattern di sincronizzazione tra fluttuazioni a bassa frequenza del segnale indicante il livello di ossigenazione cerebrale (segnale BOLD). Studi di connettività funzionale hanno dimostrato che questi pattern di attività sincronizzata sono visibili sia a riposo (rest) sia durante l’esecuzione di un task. La relazione tra l’attività rest e task, descritta come “state dependence”, resta, tuttavia, in gran parte sconosciuta, così come la sua implicazione nei meccanismi patologici dei disordini psichiatrici. In questo studio di fMRI abbiamo analizzato la state dependence su un campione di soggetti neurotipici e schizofrenici, focalizzandoci sugli aspetti di connettività locale fino ad oggi poco indagati, usando una misura denominata Regional Homogeneity (ReHo), in uno stop-signal task, servendoci di un database disponibile online. Sono state calcolate le differenze within-group tra i valori misurati durante rest (ReHo rest) e i valori misurati durante l’esecuzione di uno stop-signal task (ReHo task) e quelle between-groups tra neurotipici e schizofrenici. Inoltre, abbiamo indagato l’impatto della state dependence sulla performance del task, misurata tramite il tempo di reazione SSRT (maggiore SSRT = peggiore performance). Dalle nostre analisi within-group emergeva una globale e altamente significativa riduzione di ReHo task rispetto a ReHo rest, con caratteristiche simili in entrambi i gruppi. Non erano presenti, invece, differenze between-groups, confermando i risultati discordanti della precedente letteratura. Riguardo agli aspetti comportamentali, i soggetti schizofrenici avevano dei tempi di reazione maggiori rispetto ai neurotipici. Inoltre, mentre nei neurotipici la performance era minimamente influenzata dai meccanismi di modulazione rest-task e l’anti correlazione performance-ReHo era simile in rest e task, nei soggetti schizofrenici la performance 1) subiva una maggiore influenza da parte dei meccanismi di state dependence 2) era molto meno influenzata da ReHo-rest rispetto a ReHo-task. I nostri risultati sembrano confermare che il passaggio da rest a task sia caratterizzato da dinamiche di segregazione funzionale, che comporterebbero una riduzione della connettività locale. Tale riduzione era molto significativa e presente in entrambi i gruppi, apparendo, quindi, come un meccanismo basilare e condiviso. Tuttavia, le diverse modalità con cui la ridotta connettività locale si associava alla performance comportamentale suggeriscono che i soggetti schizofrenici debbano compiere sforzi maggiori per mantenere delle prestazioni cognitive adeguate: per il task considerato, infatti, il tempo di reazione era maggiore e maggiormente influenzato dalla state dependence nei soggetti schizofrenici rispetto al gruppo di controllo. Questi risultati gettano nuova luce sulle dinamiche neurofunzionali che regolano il funzionamento cognitivo individuale e potrebbero aiutare nella comprensione della psicopatologia di base della schizofrenia.