Secondo un nuovo studio, i pazienti COVID-19 che ricevono ossigenoterapia o soffrono di febbre mostrano un volume di materia grigia ridotto nella rete frontale-temporale del cervello.
I ricercatori hanno scoperto che un volume di materia grigia inferiore in questa regione del cervello era associato a un livello più elevato di disabilità tra i pazienti COVID-19, anche sei mesi dopo la dimissione dall'ospedale.
La materia grigia è vitale per l'elaborazione delle informazioni nel cervello e le anomalie della materia grigia possono influenzare il funzionamento e la comunicazione dei neuroni.
Lo studio, che appare nel Neurobiologia dello stress, indica che la materia grigia nella rete frontale potrebbe rappresentare una regione centrale per il coinvolgimento del cervello in COVID-19, anche al di là del danno correlato alle manifestazioni cliniche della malattia, come ictus.
I ricercatori hanno analizzato le scansioni di tomografia computerizzata in 120 pazienti neurologici, di cui 58 con COVID-19 acuto e 62 senza COVID-19, abbinati per età, sesso e malattia. Il lavoro è stato svolto in collaborazione con Enrico Premi e colleghi dell'Università degli Studi di Brescia in Italia, che hanno fornito i dati per lo studio. Hanno utilizzato l'analisi della morfometria basata sulla fonte, che aumenta il potere statistico per gli studi con una dimensione del campione moderata.
"La scienza ha dimostrato che la struttura del cervello influenza la sua funzione e l'imaging cerebrale anormale è emerso come una delle principali caratteristiche del COVID-19", afferma il primo autore Kuaikuai Duan, assistente di ricerca laureato presso il Center for Translational Research in Neuroimaging and Data Science ( TReNDS) e uno studente di dottorato presso la School of Electrical and Computer Engineering della Georgia Tech.
“Studi precedenti hanno esaminato com'è il cervello influenzato da COVID-19 utilizzando un approccio univariato, ma il nostro è il primo a utilizzare un approccio multivariato basato sui dati per collegare questi cambiamenti a caratteristiche COVID-19 specifiche (ad esempio febbre e mancanza di ossigeno) e risultati (livello di disabilità). "
L'analisi ha mostrato che i pazienti con livelli più elevati di disabilità avevano un volume di materia grigia inferiore nella circonvoluzione frontale superiore, mediale e media alla dimissione e sei mesi dopo, anche durante il controllo delle malattie cerebrovascolari. Anche il volume della materia grigia in questa regione è stato significativamente ridotto nei pazienti in trattamento ossigeno terapia rispetto ai pazienti che non ricevono ossigenoterapia. I pazienti con febbre hanno avuto una significativa riduzione del volume della materia grigia nel giro temporale inferiore e medio e nel giro fusiforme rispetto ai pazienti senza febbre. I risultati suggeriscono che COVID-19 può influenzare la rete frontale-temporale attraverso la febbre o la mancanza di ossigeno.
Anche la riduzione della materia grigia nel giroscopio frontale superiore, mediale e medio era presente nei pazienti con agitazione rispetto ai pazienti senza agitazione. Ciò implica che i cambiamenti della materia grigia nella regione frontale del cervello possono essere alla base dei disturbi dell'umore comunemente esibiti dai pazienti COVID-19.
"Le complicanze neurologiche sono sempre più documentate per i pazienti con COVID-19", afferma l'autore senior Vince Calhoun, direttore di TReNDS e professore di psicologia, che ricopre incarichi presso la School of Electrical and Computer Engineering della Georgia Tech e in neurologia e psichiatria presso la Emory University .
"È stato anche dimostrato che una riduzione della materia grigia è presente in altri disturbi dell'umore come la schizofrenia ed è probabilmente correlata al modo in cui la materia grigia influenza la funzione dei neuroni", afferma Calhoun.
I risultati dello studio dimostrano che le modifiche alla rete frontale-temporale potrebbero essere utilizzate come biomarcatori per determinare il probabile prognosi di COVID-19 o valutare le opzioni di trattamento per la malattia.
Successivamente, i ricercatori sperano di replicare lo studio su un campione di dimensioni maggiori che includa molti tipi di scansioni cerebrali e diverse popolazioni di pazienti COVID-19.
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