Gli effetti della cocaina sul flusso sanguigno cerebrale

Dimenticate la metafora delle uova rotte: è così che appare un cervello sotto effetto di droghe—il cervello di un topo sotto l’effetto di cocaina, per essere precisi. Un gruppo di ricercatori ha elaborato una nuova tecnica per effettuare l’imaging del flusso sanguigno nel cervello, che si è rivelata molto utile per comprendere meglio gli effetti dell’abuso di droghe.

Immagine: dallo studio pubblicato su Biomedical Optics Express

L’immagine sulla sinistra raffigura il cervello di un topo che non ha assunto droghe, quella sulla destra, invece, il cervello di un topo a cui è stata somministrata regolarmente della cocaina. Noterete che quest’ultima immagine è più scura, il che significa che il flusso sanguigno è meno intenso.

Nello studio pubblicato sulla rivista Biomedical Optics Express, il team di ricercatori della Stony Brook University, New York, in collaborazione con il National Institutes of Health americano, afferma che gli esperimenti condotti sui topi mostrano “una drastica vasocostrizione e una diminuzione dell’afflusso di sangue causate dalla somministrazione cronica di cocaina o dall’uso ripetuto e intenso di cocaina.” Nella seconda immagine, le linee spezzate evidenziano delle zone in cui c’è vasocostrizione—cioè una restrizione dei vasi sanguigni, quindi una riduzione del flusso ematico in essi.

Non è una novità: si sa da tempo che la cocaina ha tra i suoi effetti la vasocostrizione. Ma questa è la prima volta che gli effetti della droga sul flusso sanguigno vengono documentati, grazie alla tecnica di imaging utilizzata dagli scienziati. Nello studio viene spiegato che i metodi usati in precedenza, come la microscopia a due fotoni o la risonanza magnetica funzionale, non erano così efficaci dal punto di vista della chiarezza o della risoluzione, per quanto riguarda sia l’immagine globale che l’immagine specifica del flusso in un determinato vaso sanguigno.

Immagine: dallo studio pubblicato su Biomedial Optics Express

I ricercatori si sono serviti di una tecnica relativamente nuova, chiamata tomografia a coerenza ottica Doppler. Sostanzialmente viene diretto un raggio laser verso le cellule, che poi torna indietro. Dato che le cellule si muovono, la frequenza delle onde luminose cambia. In una dichiarazione sul sito della Optical Society si afferma che è lo stesso tipo di effetto Doppler che si verifica quando ci sembra che il tono di una sirena cambi quando siamo più vicini a essa. Con un procedimento analogo i ricercatori sono stati in grado di misurare la velocità del flusso sanguigno.

Il team, guidato da Yingtian Pan, ingegnere biomedico, ha messo a punto la tecnica di imaging utilizzando una tecnica di elaborazione di immagini da loro sviluppata, e sono riusciti a esaminare un gran numero di velocità del flusso sanguigno nei vari vasi. Vi sono ancora alcuni limiti, tuttavia: uno su tutti è che questo metodo può elaborare immagini del flusso sanguigno solo a circa un millimetro sotto la superficie cerebrale, che è sufficiente nel caso dei topi, ma fornisce pochi dettagli nel caso del cervello umano. Nella dichiarazione Pan afferma che probabilmente si potrebbe usare questo metodo durante le operazioni chirurgiche a cervello aperto, dove si possono esaminare da vicino le zone d’interesse.

Lo studio conclude che “le tecniche di elaborazione di immagini del cervello con un’elevata risoluzione spazio-temporale e l’imaging quantitativo della rete del flusso sanguigno cerebrale e le sue dinamiche hanno una grande importanza dal punto di vista clinico e potrebbero portare a importanti e nuove scoperte sulla fisiologia del cervello.” Questi primi risultati potrebbero essere il primo passo verso l’elaborazione di tecniche utili per sbrogliare i grandi misteri che stanno dietro al funzionamento del nostro cervello.