Effetti neurofunzionali dell'Adattamento Prismatico sul decoupling DMN-DAN in pazienti con MCI: uno studio resting-state fMRI

Mild Cognitive Impairment (MCI) represents an intermediate state between healthy aging and dementia. The risk of developing dementia in this clinical population is higher compared to the general population. This entails the urgency of improving the diagnostic process and identifying efficient treatments that can delay a possible neurodegenerative process. Resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) allows the identification of functional connectivity between brain networks, and it may thus help detect functional connectivity alterations in networks involved in cognitive decline. These alterations also enable disease monitoring and the development of targeted treatments. This study focuses on two resting-state networks that exhibit biological and adaptive anticorrelation in healthy individuals: the Default Mode Network (DMN) and the Dorsal Attention Network (DAN). Recent studies suggest that patients with MCI, at the neurofunctional level, show reduced anticorrelation between the DMN and DAN, which may partially explain cognitive deficits in attention and memory. Among the interventions, the Prismatic Adaptation (PA) technique is particularly noteworthy, as it may have widespread neuromodulatory effects at the cortical level, helping to restore and reinforce the reduced negative interaction between the DMN and DAN. This study aims to investigate the effects of PA, combined with a computerized cognitive stimulation program, on the rebalancing of anticorrelation between the nodes of the DAN and DMN in patients diagnosed with MCI. Sixteen patients were recruited and randomly assigned to the experimental or control group. All participants completed 10 sessions of cognitive stimulation, while only the experimental group was exposed to the prismatic lens paradigm. Neuropsychological assessments and resting-state-fMRI scans were conducted before and after the treatment to obtain both behavioral and functional data. The analysis revealed an increase in anticorrelation in the experimental group following PA, between the right intraparietal sulcus of the DAN and the medial prefrontal cortex of the DMN (p-unc = 0.02, p-FDR = 0.29). Additionally, the DMN showed a reduced correlation between the posterior cingulate cortex and the medial prefrontal cortex (p-unc = 0.02, p-FDR = 0.29). Although the results are preliminary due to the small sample size, they suggest that exposure to PA improves the decoupling between the DMN and the attention network. The increased intra-DMN anticorrelation will be further analyzed, considering the current literature. This study partially validates our hypotheses and suggests the effectiveness of PA in modulating neurofunctional attention networks. Further studies with larger sample sizes are needed to confirm these promising results.

Il Mild Cognitive Impairment (MCI), o Deterioramento Cognitivo Lieve, rappresenta uno stato intermedio tra l'invecchiamento sano e la demenza. Il rischio di sviluppare demenza in questa popolazione clinica è maggiore rispetto alla popolazione media generale. Questo comporta l’urgenza di migliorare il processo diagnostico ed individuare trattamenti efficienti che permettano di ritardare un eventuale peggioramento della patologia. La risonanza magnetica funzionale in stato di riposo (resting state fMRI, rs-fMRI) consente di identificare la connettività funzionale tra reti cerebrali, e potrebbe quindi rivelarsi utile nell’individuare precocemente le alterazioni della connettività funzionale tra i networks coinvolti nel declino cognitivo. Queste alterazioni permettono a loro volta un monitoraggio della malattia e lo sviluppo di trattamenti mirati. In questo studio vengono valutati due networks che sono caratterizzati da una biologica e adattiva anticorrelazione nei soggetti sani: il Default Mode Network (DMN) e il Dorsal Attention Network (DAN). Recenti studi suggeriscono che i pazienti con MCI, a livello neurofunzionale, presentino una ridotta anticorrelazione tra il DMN e il DAN in grado di spiegare, in parte, i deficit cognitivi nel dominio dell’attenzione e della memoria. Tra gli interventi, degno di nota è l’utilizzo della tecnica di Adattamento Prismatico (AP), la quale comporta potenziali effetti neuromodulatori diffusi a livello corticale che consentono di recuperare e rinforzare l’interazione negativa ridotta tra DMN e DAN. Questo studio mira, dunque, ad indagare gli effetti dell’utilizzo di AP, associati ad un programma di stimolazione cognitiva computerizzata, sul riequilibrio dell’anticorrelazione tra i nodi dei due networks DAN e DMN in pazienti con diagnosi di MCI. A tale scopo, sono stati reclutati 16 pazienti assegnati casualmente al gruppo sperimentale o al gruppo di controllo. Tutti i partecipanti hanno svolto dieci sedute di stimolazione cognitiva, mentre solo il gruppo sperimentale è stato esposto al paradigma con lenti prismatiche. Le valutazioni neuropsicologiche e gli esami di risonanza magnetica resting state (rs-fMRI) sono stati eseguiti prima e dopo il trattamento, con lo scopo di ottenere dati sia comportamentali che funzionali. Dalle analisi emerge un aumento dell’anticorrelazione nel gruppo sperimentale, a seguito di AP, tra il solco intraparietale destro del DAN e la corteccia prefrontale mediale del DMN (p-unc = 0.02, p-FDR = 0.29). Inoltre, il DMN presenta una ridotta correlazione tra la corteccia cingolata posteriore e la corteccia prefrontale mediale (p-unc = 0.02, p-FDR = 0.29). I risultati, seppur preliminari, data la ridotta dimensione campionaria, dimostrano che a seguito dell’esposizione all’AP migliora il disaccoppiamento tra il DMN e la rete attenzionale. L’anticorrelazione aumentata intra-DMN verrà discussa a partire dalla letteratura corrente. Tale studio supporta in parte le nostre ipotesi e suggerisce dunque l’efficacia dell’AP nel modulare le reti attenzionali. Studi futuri sono necessari per estendere la dimensione campionaria e confermare tali, promettenti, risultati.