Uno strumento virtuale per il trattamento dell’epilessia

I ricercatori di Human Brain Project (HBP) hanno sviluppato metodi avanzati di modellizzazione cerebrale che potrebbero aiutare i medici a identificare in modo più affidabile il punto in cui hanno origine le crisi epilettiche nel cervello e, di conseguenza, a migliorare le prognosi chirurgiche. Realizzato con il sostegno del progetto HBP SGA3, finanziato dall’UE, questo approccio personalizzato di modellizzazione cerebrale viene descritto in un articolo di ricerca pubblicato su «Science Translational Medicine».

In circa un terzo delle persone affette da epilessia, i farmaci sono in gran parte o addirittura del tutto inefficaci per controllare le crisi. Per questo gruppo di pazienti, la rimozione chirurgica della zona epilettogena, ovvero la parte del cervello in cui hanno origine le crisi, rappresenta l’unico trattamento potenzialmente efficace. Tuttavia, nonostante negli ultimi vent’anni il ricorso alle esplorazioni invasive sia stato crescente, il miglioramento delle prognosi si è rivelato appena modesto. Attualmente, il tasso di successo chirurgico è del 60 %.Per realizzare e simulare modelli personalizzati di rete cerebrale, il team della ricerca si è avvalso di una piattaforma open-source chiamata The Virtual Brain (TVB), un servizio di simulazione disponibile attraverso l’infrastruttura di ricerca digitale EBRAINS rafforzata dal progetto HBP, cofinanziato dall’UE. TVB è stato sviluppato dallo scienziato di HBP, il dott. Viktor Jirsa dell’Università di Aix-Marseille, in Francia, istituto partner del progetto HBP SGA3, insieme ai suoi collaboratori.

Questa tecnologia consente di simulare la diffusione dell’attività anomala nel cervello di un paziente durante un attacco epilettico. Ciò aiuta i medici a individuare in modo più affidabile le aree di intervento chirurgico. Come riportato in un articolo pubblicato sul sito web di HBP, i modelli computazionali di ciascun paziente vengono creati impiegando «dati di anatomia, connettività strutturale e dinamica cerebrale misurati individualmente». In sostanza, le simulazioni personalizzate forniscono un paziente epilettico virtuale su misura per ogni paziente reale. Secondo quanto riferito nel suddetto articolo, l’approccio è stato testato in una serie di studi retrospettivi citati nell’ultimo documento pubblicato sulla rivista «Epilepsia».

Questo paziente epilettico virtuale rappresenta il primo modello computazionale a stimare l’estensione e l’organizzazione della rete delle zone epilettogene. Inoltre, mostra una notevole precisione nella rilevazione delle aree bersaglio rispetto agli approcci all’avanguardia non basati sul modello attualmente utilizzati. È anche in grado di fornire informazioni su regioni cerebrali non campionate per mezzo di elettrodi impiantati chirurgicamente.

Oggi, questo approccio personalizzato di modellizzazione cerebrale viene testato in una sperimentazione clinica su larga scala come strumento predittivo per la preparazione all’intervento chirurgico. Il termine della sperimentazione è previsto nel 2025.

I ricercatori stanno utilizzando l’infrastruttura EBRAINS per rafforzare ulteriormente la validità predittiva dello strumento con nuovi dati ad alta risoluzione provenienti dall’atlante del cervello umano di HBP. «È necessario che la neuromedicina computazionale integri dati cerebrali ad alta risoluzione e specificità del paziente», afferma il dott. Jirsa. «Il nostro approccio si basa in larga misura sulle tecnologie di ricerca di EBRAINS e la sua adozione è stata possibile solo grazie a un progetto collaborativo su larga scala come HBP.» Il progetto HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) si concluderà a settembre 2023.

Per maggiori informazioni, consultare:

sito web del progetto Human Brain Project.