Studiare il cervello migliora la chirurgia dei tumori

Spesso il problema della chirurgia dei tumori risiede nel trovare il giusto equilibrio tra maggiore sopravvivenza e buona qualità della vita. Grazie ai recenti progressi scientifici e tecnologici ed alle fruttuose collaborazioni multidisciplinari tra neuroscienziati, chirurghi neuro-oncologici e neuroradiologi, la moderna neurochirurgia oncologica non si pone solo l’obiettivo di asportare il tumore, ma di rimuovere la massa preservando al meglio la funzionalità cognitiva, da cui dipende la qualità della vita dei pazienti. Questo è quello che stiamo facendo agli Spedali Civili di Brescia, in cui è costante il dialogo tra neurochirurghi, neuroradiologi, Fisica sanitaria e il sottoscritto col mio contributo da neuroscienziato, con l’obiettivo di rendere minime le conseguenze negative della rimozione della massa.
Bisogna pensare sempre più ad un approccio medico ad personam perché ogni tumore è unico e diverso da tutti gli altri, quindi, come ogni nemico, bisogna conoscerlo al meglio per poterlo combattere con la massima efficacia.
Sicuramente il contributo più grande in questa rivoluzione nell’approccio e nei risultati della chirurgia dei tumori cerebrali è dato dalle moderne tecniche di neuro-imaging, come la risonanza magnetica funzionale (fMRI) o la trattografia, e le tecniche di stimolazione cerebrale intra-operatoria che, oltre a fornire informazioni  su come trattare il paziente, migliorano la comprensione dei meccanismi di funzionamento e di plasticità del cervello umano. L’idea che c’è alla base è che i circuiti dei neuroni si riorganizzano nell’elaborazione di una funzione cerebrale e sono in grado, con gli stimoli giusti, a ripristinare la funzionalità persa. Alla luce di questa capacità plastica del cervello è possibile impostare una chirurgia in più fasi (multi-step).
La Risonanza Magnetica Nucleare (RMN) rappresenta l’indagine di elezione nel caso di sospetto tumore cerebrale. Fornisce immagini tridimensionali, consente di individuare la sede, le dimensioni, l’estensione della malattia e i rapporti con le strutture circostanti, in particolar modo con le aree cosiddette “eloquenti”, ovvero le aree cerebrali che sono coinvolte nello svolgimento di un determinato compito cognitivo, in particolare l’individuazione delle aree motorie e del linguaggio o la determinazione della dominanza emisferica. La fMRI sfrutta i cambiamenti nei livelli di ossigenazione del sangue ed è sfruttata come marker fisiologico dell’attività cerebrale. Il contrasto dipendente dal livello di ossigenazione del sangue (BOLD) viene utilizzato per misurare le quantità relative di emoglobina ossigenata e deossigenata che varieranno nel cervello a seconda sulla quantità di attività neuronale all’interno delle regioni locali. L’utilità di questo effetto, che visivamente si traduce in un’immagine RM più luminosa nelle regioni attive, deriva dalla sua capacità di rivelare in modo non invasivo l’anatomia funzionale di un dato individuo, consentendo così al chirurgo di scegliere la traiettoria chirurgica più appropriata, ottenere la resezione più completa e offrire le migliori possibilità di preservare la funzione. 
Durante l’acquisizione delle immagini ai pazienti viene chiesto di eseguire dei semplici compiti. Si alternano delle fasi di riposo con delle fasi attive di svolgimento di un compito. Infatti, l’attività neurale che è associata con un compito cognitivo specifico viene rilevata mediante il confronto tra le fasi di riposo e le fasi attive che si alternano a blocchi. Molti paradigmi di stimolazione sono stati utilizzati per la mappatura preoperatoria, scelti in base alla localizzazione della massa tumorale. Le funzioni mappate più comunemente sono le funzioni sensomotorie, la generazione del linguaggio (situato nell’area di Broca), la ricezione del linguaggio (situato nell’area di Wernicke) e la visione.
Le funzioni sensomotorie vengono mappate facendo eseguire al paziente compiti motori come picchiettare con le dita, stringere la mano a pugno, movimenti del gomito e della spalla, movimenti della lingua, movimenti delle labbra, movimenti del piede (alternanza di flessione ed estensione) e movimenti delle dita del piede. Queste attività possono essere a ritmo personalizzato o con un ritmo imposto. Il tipico compito motorio (che dà la possibilità di ridurre al minimo i movimenti del corpo) riguarda le attività di movimento delle dita.
Le aree linguistiche frontali (in particolare l’area di Broca) non possono essere localizzate utilizzando esclusivamente la morfometria anatomica, perché i pazienti con tumori cerebrali spesso hanno un’anatomia distorta che sfugge alla sola classificazione morfometrica. È stato dimostrato che tale aree partecipano alla componente sintattica del discorso oltre che all’elaborazione fonologica ed sono state implicate nell’espressione del linguaggio, inclusa la costruzione della frase e la grammatica. La produzione vocale è stata mappata da attività di generazione di parole. Le attività di generazione di parole possono essere guidate da diversi segnali visivi o uditivi e questi segnali possono includere lettere, immagini o parole. Il più delle volte, i pazienti vengono istruiti a eseguire la generazione di parole in mente, poiché le parole pronunciate ad alta voce inducono un movimento eccessivo della testa. Queste attività di generazione di parole includono attività di denominazione di immagini, attività di fluenza verbale e attività di generazione di parole. Un altro paradigma produttivo comune è la generazione di verbi.
L’area di Wernicke è ampiamente responsabile della ricezione e della comprensione del parlato ed è attivata da compiti che richiedono la comprensione del linguaggio. I paradigmi del linguaggio ricettivo comune sono disponibili in una varietà di forme. Nel paradigma di denominazione uditiva responsiva ai pazienti vengono date semplici domande (p. Es., Di che colore è l’erba?). Questo compito può essere eseguito con domande a risposta visiva o uditiva e i pazienti sono istruiti a rispondere alle domande in silenzio. Un altro paradigma è il completamento della frase, che viene spesso eseguito visivamente e i pazienti devono compilare una frase con una varietà di scelte sullo schermo. (Bill fa tagli di capelli e shampoo. È un: (1) macellaio (2) barbiere (3) meccanico (4) birra). Anche l’ascolto passivo di frasi generate in modo uditivo è stato utilizzato anche per localizzare aree legate alla ricezione del parlato.
Circa il 20% della corteccia nel cervello umano è dedicata all’elaborazione visiva e la risonanza magnetica può rivelare cambiamenti associati nel cervello, in particolare nelle vie visive, a una serie di disturbi visivi. In genere, gli studi fMRI includono una varietà di tipi di stimoli e compiti per separare diverse funzioni e quindi accedere alle informazioni su parti specifiche del percorso visivo. La visione è stata mappata da paradigmi che mostrano stimoli visivi, come diodi emettitori di luce, luce lampeggiante, fotostimolatori.
Il nostro lavoro è in continuo divenire e il nostro impegno è costante per perfezionare e migliorare le tecniche di indagine per garantire ai malati sempre migliori prospettive di vita.

Daniele Corbo

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