Recent, utilizarea pe scară largă a imagisticii prin rezonanță magnetică (RMN) a atras atenția asupra gamei largi de leukoencefalopatii întâlnite clinic – aceste tulburări evidențiază deconectarea ca temă centrală a neuroștiinței cognitive.1 În acest articol, leucoencefalopatiile vor fi discutate ca probleme clinice comune care iluminează rolul substanței albe atât în funcția cognitivă normală, cât și în sindroamele de deconectare care primesc o atenție crescândă. Acest accent pe substanța albă influențează nu numai îngrijirea multor pacienți neurologici și psihiatrici, ci se adaugă în mod semnificativ la agenda de cercetare a neuroștiinței cognitive.
Aspecte științifice de bază ale materiei albe
Materia albă ocupă aproape jumătate din volumul cerebrului adult. Aproximativ 165.000 km de fibre mielinizate se desfășoară în interiorul și între emisfere, 4 care leagă zonele de substanță gri corticală și subcorticală într-o rețea extraordinar de complexă de structuri interconectate. Dintre cele trei tipuri de sisteme de fibre – proiecție, asociere și comisural – acestea din urmă sunt dedicate în primul rând funcțiilor cognitive, în timp ce fibrele de proiecție subservează sistemele elementare motorii și senzoriale. La nivel microscopic, axonii care investesc mielina din creier sunt un amestec de 70% lipide și 30% proteine, ceea ce crește dramatic viteza de conducere prin fenomenul de conducere sărată. Montarea dovezilor susține noțiunea că deteriorarea mielinei, și în special a axonilor, reduce viteza cognitivă în asociere cu încetinirea vitezei de conducere.3
În general, substanța albă din creier poate fi concepută ca fiind transferul de informații, spre deosebire de procesarea informațiilor furnizate de substanța cenușie. Cunoașterea normală necesită ambele aceste caracteristici, permițând operații mentale specifice în domenii precum memoria, limbajul și funcția vizuo-spațială, precum și eficiența cu care sunt realizate. O distincție paralelă utilă este că substanța albă oferă macroconectivitate în creier – între regiuni de substanță cenușie îndepărtate – spre deosebire de microconectivitatea care apare în substanța cenușie prin intermediul funcției sinaptice. Prin urmare, tracturile de materie albă conectează regiuni de materie cenușie dispersate pe scară largă în ansambluri neuronale coerente – rețele neuronale distribuite – despre care se crede că mediază toate aspectele funcției superioare.5
Neuroanatomia precisă a materiei albe este înțeleasă doar la un nivel rudimentar nivel, deoarece majoritatea informațiilor au fost colectate din studiile de urmărire în primate neumane și din investigațiile limitate ale creierului uman post-mortem. prin urmare, funcția acestor tracturi poate fi dedusă doar în termeni tentativi. Importanța substanței albe pentru cunoașterea umană este sugerată de multe linii de dovezi, inclusiv o bogăție de informații despre rolul sistemelor mielinizate în dezvoltare, îmbătrânire și neurologie comportamentală. .3 Substanța albă poate fi, de asemenea, crucială în evoluția umană – un recent studiu RMN a concluzionat că volumul substanței albe prefrontale este trăsătura distinctivă singulară între creierul oamenilor și primatele neumane.6
Leucoencefalopatii
În practica neurologică clinică, tulburările substanței albe sunt frecvent observate la toate vârstele și prevalența lor crește pe măsură ce identificarea noilor leucoencefalopatii cu RMN progresează continuu. Scleroza multiplă (SM) este cea mai cunoscută boală a substanței albe a SNC la adulți, dar este doar una dintre cele peste 100 de entități clinice în care substanța albă este afectată în mod proeminent sau exclusiv.3 Genetică, demielinizantă, infecțioasă, inflamatorie, toxică, metabolică, vasculară. , tulburările traumatice, neoplazice și hidrocefalice pot produce leucoencefalopatii și, în mod remarcabil, o anumită formă de insuficiență neurocomportamental a fost asociată cu fiecare tulburare descrisă anterior. ca leukoaraioză (LA). Deși originea și semnificația cognitivă a acestor leziuni au fost controversate, pare din ce în ce mai probabil că LA rezultă în mod obișnuit din ischemie cerebrală și, când este suficient de severă, are consecințe importante pentru funcția cognitivă.7
Detaliile modului în care leucoencefalopatia perturbă funcția superioară a primit un studiu mai formal. Datorită faptului că cele mai multe tulburări ale substanței albe sunt difuze sau multifocale din punct de vedere neuropatologic, cel mai proeminent sindrom clinic pare a fi afectarea cognitivă; acest sindrom poate avea o severitate suficientă pentru a îndeplini criteriile pentru demență, caz în care termenul „demență cu substanță albă” este adecvat.8 Pierderea cognitivă sau demența cauzată de leucoencefalopatie poate fi semnificativ subdiagnosticată, deoarece este de obicei ușoară la început și este ușor confundată cu îmbătrânirea normală sau o boală psihiatrică. Sindroamele neurocomportamentale focale, cum ar fi afazia, apraxia, agnozia și amnezia, pot rezulta, de asemenea, din leziuni ale substanței albe, 1,9 și o varietate de sindroame neuropsihiatrice au fost asociat temporar cu tulburări ale substanței albe.9 În toate acestea, deconectarea griului normal legat zonele de materie prin leziuni de substanță albă oferă un cadru util pentru luarea în considerare a efectelor clinice.
Neuroimagerie
Introducerea RMN la începutul anilor 1980 a exercitat un efect profund asupra neurologiei. Unul dintre cele mai impresionante avantaje a fost capacitatea de a permite imagini in vivo ale substanței albe ca niciodată. RMN a făcut posibilă vizualizarea substanței albe și a leziunilor sale direct, ducând la multe progrese în înțelegerea bolilor, cum ar fi SM, în care patologia substanței albe este o caracteristică de bază. Mai recent, au apărut tehnologii suplimentare, care extind în continuare oportunitățile de investigare a acestor tulburări. O astfel de metodă, imagistica prin tensiune prin difuzie (DTI), are potențialul de a identifica tractele de substanță albă și de a caracteriza leziunile care le întrerup; o gamă largă de condiții normale și anormale pot fi iluminate prin aplicarea acestei „tractografii”. O altă inovație este spectroscopia prin rezonanță magnetică (MRS), care permite o „biopsie neinvazivă” a regiunilor de substanță albă pentru a-și stabili constituenții chimici. MRS promite să dezvăluie, printre alte fenomene, gradul de afectare axonală care însoțește o leziune a substanței albe, oferind astfel informații mai detaliate despre gradul de afectare neuropatologică și potențialul de recuperare. Acestea și alte tehnici concepute pentru a evalua structura substanței albe, Prin urmare, se alătură tehnologiilor impresionante care pot descrie activitatea metabolică corticală – tomografia cu emisie de pozitroni (PET) și RMN funcțional (fMRI). Combinația de imagistică structurală și funcțională oferă o oportunitate fără precedent de a defini rețelele neuronale distribuite care mediază operațiile cognitive.10
Implicații clinice
Provocările clinice puse de leucoencefalopatii implică prevenirea, diagnosticul, prognosticul și tratament.3 În ceea ce privește prevenirea, de exemplu, dovezile clinice și de neuroimaginare emergente indică din ce în ce mai mult că LA poate fi benignă până când se depășește o anumită sarcină de implicare, astfel încât o atenție viguroasă la factorii de risc cerebrovascular, cum ar fi hipertensiunea arterială, diabetul zaharat, hipercolesterolemia, obezitatea și fumatul pot fi urmărite pentru a evita apariția demenței.11 Diagnosticul leucoencefalopatiei este probabil cea mai frecventă întrebare clinică și poate implica o varietate de teste de sânge, urină și lichid cefalorahidian, pe lângă procedurile neuroradiologice. a diferitelor leucoencefalopatii este importantă pentru prezicerea evoluției clinice cu la fel de mult ac curatarea posibilă.12 În cele din urmă, tratamentul acestor tulburări este vital și depinde în mod natural de procesul patologic specific implicat; terapiile tradiționale pentru bolile demielinative și alte tulburări ale substanței albe pot fi în curând mărite prin metode menite să îmbunătățească remielinizarea prin utilizarea tehnologiei celulelor stem.13
Oportunități de cercetare
O serie de întrebări interesante de cercetare sunt ușor evidente în contextul substanței albe și al funcției sale. La nivelul neuroanatomiei, se lucrează mult în efortul de a stabili identitatea și localizarea precisă a tractelor de substanță albă. Nu este de neconceput ca întreaga anatomie a macroconectivității din creierul uman să fie revizuită în lumina constatărilor din tehnicile moderne de neuroimagistică, cum ar fi DTI. Cu aceste informații, va deveni posibil să se dezvolte o înțelegere mai profundă a rețelelor neuronale distribuite care mediază funcții superioare prin combinarea tractografiei cu neuroimagistica funcțională în urmărirea localizării operațiilor cognitive. Neurologii comportamentali, neuropsihologii și neuropatologii își pot adăuga expertiza pentru a combina datele clinice și patologice în înțelegerea crescândă a tulburărilor de substanță albă.14 La fel cum leziunile focale de substanță albă au oferit baza pentru studierea multor sindroame clasice de deconectare, 1 leucoencefalopatii difuze și multifocale vor fi cedează din ce în ce mai mult la studiul multidisciplinar al conectivității aflat acum în desfășurare.15
Rezumat
Leucoencefalopatiile reprezintă un grup mare și în expansiune de tulburări neurologice care prezintă o oportunitate unică pentru studiul substanței albe, sindroamelor de deconectare și neuroștiințe cognitive. După ce a fost relativ neglijată în investigația cognitivă din cauza lacunelor majore în înțelegerea structurii și funcției sale, substanța albă și-a asumat acum o poziție mai proeminentă în înțelegerea relațiilor creier-comportament.Odată cu progresele impresionante ale neuroimagisticii asociate abordărilor clinice și neuropatologice, se pot aștepta progrese continue în acest domeniu, care vor avea implicații importante atât pentru clinicieni, cât și pentru cercetătorii în neurologie.