Nuove prospettive per una neurochirurgia più sicura e personalizzata

Un significativo passo avanti nella conoscenza del cervello umano è stato compiuto da un team di ricercatori dell’Università degli Studi di Milano, guidati dal professor Lorenzo Bello - ordinario dell’Università degli Studi di Milano e responsabile dell’Unità di Neurochirurgia Oncologica dell’IRCCS Ospedale Galeazzi-Sant’Ambrogio di Milano -, che ha identificato un circuito cerebrale chiave, responsabile dell’esplorazione visiva nello spazio. La scoperta, pubblicata sulla rivista scientifica internazionale Nature Communications, apre a nuove strategie chirurgiche per prevenire gravi deficit cognitivi dopo interventi di neurochirurgia.

Lo studio, frutto di un consolidato percorso di ricerca sviluppato tra Università e Ospedale e condotto in stretta collaborazione con il MoCA Laboratory (Motor, Cognition and Action Laboratory) del Dipartimento di Biotecnologie Mediche e Medicina Traslazionale della Statale diretto dalla professoressa Gabriella Cerri, ha identificato, per la prima volta, uno specifico “snodo” funzionale e le sue connessioni nella regione frontale destra del cervello, fondamentali per esplorare lo spazio e orientare l’attenzione verso gli stimoli rilevanti. Mantenere l’integrità di questo circuito risulta essenziale per evitare l’insorgenza della Negligenza Spaziale Unilaterale (Neglect), una condizione neurologica altamente invalidante che compromette la capacità di percepire e interagire con una parte dello spazio circostante, limitando fortemente l’autonomia delle persone colpite. Lo studio, che ha coinvolto 210 pazienti, si basa su un approccio innovativo di “mappatura causale convergente”, che integra neuroimaging avanzato, analisi computazionale che sfrutta sofisticati algoritmi di machine learning e osservazioni dirette raccolte durante interventi di chirurgia da svegli (awake surgery).

“Combinando l’analisi delle risonanze magnetiche, mediante tecniche avanzate di machine learning, con i dati di stimolazione elettrica diretta del cervello, ottenuti durante la chirurgia da svegli, siamo riusciti a isolare con certezza una specifica regione frontale destra e i fasci di fibre che la connettono a strutture profonde come il talamo. Abbiamo dimostrato che il danneggiamento di questo circuito è la causa diretta degli errori di attenzione spaziale, che insorgono dopo l’intervento” spiegano il dottor Guglielmo Puglisi e il dottor Luca Viganò, primi autori del lavoro.

Uno degli elementi più innovativi dello studio è l’introduzione dell’iVSAT (intraoperative Visuospatial Selective Attention Test), un nuovo test, efficace e rapido, che consente di monitorare in tempo reale l’attenzione visuo-spaziale del paziente durante l’intervento chirurgico e che si basa sull’identificazione nello spazio di una lettera che appare su un monitor. Questa semplice attività è però essenziale poiché fornisce al neurochirurgo una guida funzionale dinamica in grado di orientare la resezione tumorale, permettendo di preservare reti neurali complesse che non possono essere identificate solo sulla base dell’anatomia e riducendo così il rischio di danni cognitivi permanenti. 

“Questo approccio consente di perseguire una chirurgia oncologica radicale, un obiettivo che non sarebbe raggiungibile senza un mappaggio funzionale accurato e continuo durante la procedura. Nella neurochirurgia moderna la tutela delle funzioni cognitive è importante quanto l’efficacia oncologica dell’intervento. L’obiettivo è evitare il deficit, non recuperarlo in un secondo tempo. Preservare le reti cerebrali significa offrire ai pazienti la possibilità di mantenere una qualità di vita elevata e di tornare alle proprie attività quotidiane” affermano il professor Lorenzo Bello e la professoressa Gabriella Cerri. 

Questo studio rappresenta l’ultimo e più recente tassello di un ampio e coerente percorso di ricerca del team che ha contribuito in modo significativo e progressivo alla comprensione dell’organizzazione anatomo-funzionale di diverse reti neurali complesse del cervello, rendendo possibile l’intervento chirurgico in aree un tempo considerate inoperabili e chiarendo i meccanismi alla base di funzioni motorie, cognitive ed esecutive.

“Ogni cervello è unico e, all’interno di questo sistema, il tumore ha caratteristiche biologiche e capacità plastiche variabili: per questo la resezione non può essere guidata solo dall’anatomia, ma deve necessariamente essere orientata dalla funzione, che rappresenta l’unico vero riferimento affidabile durante l’intervento” sottolineano il professor Bello e la professoressa Cerri. 

I risultati pubblicati su Nature Communications forniscono nuove mappe funzionali utili ai neurochirurghi per orientarsi con sicurezza nelle regioni frontali del cervello e strumenti per guidare una chirurgia oncologica radicale rispettosa dell’integrità funzionale. Al contempo, grazie a questa scoperta, si aprono prospettive rilevanti anche per la neuroriabilitazione, rendendo possibile lo sviluppo di programmi sempre più mirati e personalizzati, fondati sulla conoscenza dei meccanismi neurobiologici sottesi alla funzione e alla plasticità cerebrale. Lo studio rappresenta un passo decisivo verso un approccio integrato alla cura del paziente neurologico, in cui ricerca scientifica, chirurgia e riabilitazione cooperano con l’obiettivo comune di preservare nel tempo le funzioni cognitive e l’autonomia dei pazienti.