Cosa significa” aura”?
Il termine aura descrive qualsiasi disturbo neurologico che compare poco prima o durante lo sviluppo dell’emicrania. L’emicrania con aura è un tipo comune di emicrania. L’aura di solito dura meno di 1 ora e quasi invariabilmente svanisce senza effetti di lunga durata. L’aura più comune coinvolge la visione, con allucinazione / illusione di luci lampeggianti e cecità parziale.,
Questo mostra il livello di attività elettrica del cervello. Leggendo da sinistra a destra, possiamo vedere la diffusione del CSD dell’attività elettrica (rilevabile come riduzione dei segnali registrati su una linea retta) e il successivo ritorno alla normale attività elettrica su un periodo di 9 minuti (modificato da Leão AAP, Journal of Neurophysiology, 1944, con il permesso dell’American Physiological Society).,
La prima descrizione dell’aura emicranica è attribuita alla badessa tedesca Ildegarda di Bingen, una donna davvero straordinaria che visse in Renania nel 12 ° secolo. All’età di 32 anni, ha iniziato a ricevere “visioni sante”, ma alcuni neurologi attribuiscono le sue descrizioni ai classici sintomi dell’emicrania con aura (Vedi copertina). Nel 1941, i sintomi caratteristici dell’aura visiva erano stati ben descritti, ed era noto per derivare da un disturbo della corteccia visiva piuttosto che da un malfunzionamento della retina dell’occhio., Tuttavia, quell’anno, Karl Spencer Lashley, un eminente psicologo che lavorava ad Harvard che soffriva di emicrania pubblicò un articolo che in seguito si rivelò estremamente importante. Attraverso un’attenta analisi dei disegni delle sue illusioni visive, e, soprattutto, seguendo il loro sviluppo, con il tempo egli era in grado di proporre che l’aura visiva probabilmente a causa di un’ondata di intensa eccitazione della corteccia visiva (che produce l’illusione ottica del scintillations o lampi luminosi), seguita da completa inibizione dell’attività (con conseguente temporanea e parziale cecità)., Questi disturbi si muovono ad una velocità di circa 3 millimetri al minuto attraverso questa regione corticale nel cervello.
Che cos’è la depressione di diffusione corticale?
Il termine scientifico cortical spreading depression (CSD) descrive un disturbo locale della funzione cerebrale che è caratterizzato da una soppressione transitoria e locale (depressione) dell’attività elettrica spontanea nella corteccia (corticale) che si muove lentamente attraverso questa regione cerebrale (diffusione). Aristides A. P. Leão, un brasiliano che studia per un dottorato di ricerca all’Università di Harvard è stato il primo a descrivere questo fenomeno nel 1944 (Figura 1)., Ha fatto questa scoperta mentre studiava l’epilessia. Un anno dopo, una migliore caratterizzazione del CSD, in particolare della sua progressione, ha permesso a Leão e al suo collega R. S. Morison di proporre, per la prima volta, che il malfunzionamento delle cellule nervose corticali sospettate di causare l’aura potrebbe essere CSD. In effetti, sia il sospetto malfunzionamento nervoso che il CSD condividevano sorprendentemente molte proprietà comuni.
Diffusione soppressione dell’attivazione corticale durante l’emicrania aura., A – nell’angolo in alto a sinistra c’è un disegno che mostra la progressione dei sintomi dell’aura, come descritto dal paziente. B è l’origine di questa anomalia cerebrale come visto dalla risonanza magnetica funzionale (fMRI). (Modificato da Hadjikhani e collaboratori, Atti della National Academy of Sciences degli Stati Uniti d’America, aprile 2001, con il permesso degli autori e della National Academy of Sciences degli Stati Uniti).,
Il cervello funzionante
In condizioni normali, le cellule cerebrali utilizzano un complesso meccanismo biochimico per mantenere livelli molto diversi di diversi ioni su ciascun lato della loro membrana cellulare. Ad esempio, il livello di potassio è molto più alto all’interno delle cellule che all’esterno, mentre è il contrario per sodio e calcio. Questa capacità, chiamata omeostasi degli ioni cerebrali, è vitale per l’attività elettrica del cervello (Figura 2)., Ora è ben stabilito che un fallimento temporaneo di questa omeostasi dello cellular cellulare si verifica durante il CSD, con il potassio che fuoriesce improvvisamente dalle cellule, mentre sodio e calcio entrano nello spazio intracellulare. Quindi, il malfunzionamento iniziale che porta alla diffusione, soppressione locale dell’attività elettrica è in realtà un fallimento locale migrante dell’omeostasi degli ioni cerebrali.
Il progresso della scienza
Il legame tra aura emicranica e CSD è stato confermato nei primi anni 1980, con lo sviluppo di metodi clinici per l’imaging del flusso sanguigno cerebrale nei pazienti., Questi nuovi metodi hanno permesso a un team di ricercatori di Copenaghen di dimostrare che un modello unico di cambiamenti nel flusso sanguigno cerebrale locale era associato a un attacco di emicrania con aura. In particolare, sono stati in grado di osservare che, all’inizio di un tale attacco, il flusso sanguigno cerebrale diminuiva nella parte posteriore del cervello (che si occupa della percezione visiva), con le regioni a basso flusso che si diffondevano successivamente nelle regioni cerebrali più frontali alla velocità di 2 o 3 millimetri al minuto., Questo era precisamente il tasso di propagazione del CSD che è stato misurato in modelli animali e il flusso sanguigno ridotto era già noto per essere associato al CSD sperimentale. I recenti, spettacolari progressi nella risonanza magnetica (MRI) della funzione cerebrale hanno fornito una conferma definitiva di questi risultati.
Il valore della conoscenza
CSD sta ora attirando un crescente interesse da parte dei neuroscienziati sia nel mondo accademico che nell’industria farmaceutica., In primo luogo, 50 anni dopo la sua scoperta, è stato finalmente concordato che questo fenomeno gioca un ruolo chiave nella genesi degli attacchi di emicrania, forse anche quando non è preceduto da un’aura (l’emicrania senza aura è il tipo comune). In effetti, attualmente si sospetta che il CSD, a seconda di dove si verifica nella corteccia, potrebbe non essere sempre associato a un’aura percepita., In secondo luogo, come CSD appare come l’innesco iniziale di attacchi di emicrania, la scoperta di farmaci in grado di sopprimere questo disturbo nervoso potrebbe potenzialmente portare allo sviluppo di farmaci per prevenire l’inizio di emicrania (trattamento profilattico), in contrasto con la maggior parte dei farmaci anti-emicrania attuali che trattano solo il successivo mal di testa.
Le sfide rimanenti
Allo stato attuale, il compito più importante è la scoperta di farmaci in grado di sopprimere il CSD., Questi dovranno essere ben tollerati (senza effetti collaterali) se devono essere usati per prevenire l’emicrania, perché gli emicranici dovranno assumerli ripetutamente per un lungo periodo, proprio come i pazienti epilettici assumono farmaci per prevenire le loro convulsioni.
Migliorare la nostra comprensione di come il CSD può portare al mal di testa è un’altra strategia di ricerca che sicuramente aiuterà con la scoperta di nuovi farmaci anti-emicrania. Finora, sappiamo che questo comporta una complessa cascata di eventi che alla fine porta all’attivazione di fibre sensibili al dolore nel cervello, ma il quadro generale è tutt’altro che completo.,
La maggior parte degli studi sul CSD sono condotti in modelli e preparati tissutali in cui il CSD viene suscitato sperimentalmente utilizzando forti stimoli esterni come l’applicazione di cloruro di potassio o la stimolazione elettrica di parti del cervello. Ma, nel cervello delle persone con emicrania, l’aura si verifica senza stimoli esterni così forti. Pertanto, una domanda chiave è: cosa predispone il cervello degli emicranici al CSD spontaneo?, È probabile che diverse anomalie del complesso macchinario associato alla membrana cellulare cerebrale possano promuovere l’insorgenza di CSD, e questo include certamente diversi tipi di anomalie genetiche. La scoperta di questi geni alterati migliorerà notevolmente la nostra comprensione della genesi degli attacchi di emicrania. Questa conoscenza scientifica può permetterci di adattare il trattamento dell’emicrania alla specifica predisposizione genetica di un determinato gruppo di pazienti.La possibilità di una tale terapia genica dell’emicrania è certamente un obiettivo a lungo termine utile.,
Ringraziamenti
Gli autori sono grati a Louise Shepherd della Biblioteca dell’Istituto di Neurologia (Londra) per aver fornito loro letteratura scientifica “storica”.
Autori
Tiho P. Obrenovitch è lettore di neuroscienze presso la Bradford School of Pharmacy. Jens P. Dreier è un neurologo presso la Charité University Medicine di Berlino, in Germania. Entrambi sono attivamente impegnati nella ricerca focalizzata sulla depressione di diffusione corticale.
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