In passato sono stati sviluppati composti che avrebbero dovuto agire sul Sistema Nervoso Centrale (SNC), ma, solo in una fase avanzata di sviluppo è stato dimostrato che non potevano avere alcun effetto, perché non erano in grado di attraversare la barriera ematoencefalica (BEE). Con questo progetto abbiamo deciso di sviluppare un modello che dovrebbe permettere di testare se un farmaco è in grado di attraversare la BEE. Tale modello dovrebbe poter essere facilmente applicato nell’uomo e dovrebbe poter essere utilizzato in una fase di sviluppo precoce di farmaci. Il modello scelto è il "resting state test". Il “resting state” o stato di riposo corrisponde alla condizione in cui il cervello umano è vigile e cosciente, ma rilassato e in assenza di stimoli. Diversi studi hanno dimostrato che il cervello, nel suddetto stato, presenta un grado di attività spontanea, misurata in termini di fluttuazioni a bassa frequenza del segnale BOLD fMRI (segnale dipendente dal livello di ossigeno nel sangue) di grandezza comparabile a quella dei segnali indotti. Le correlazioni temporali tra le fluttuazioni del segnale nelle diverse regioni del cervello a riposo sono state interpretate in termini di connettività funzionale (cf). Questi “pattern” di connettività sono stati rappresentati come “network” (reti) tra le regioni attive del cervello. Ad oggi, sono stati individuati almeno cinque distinti “network” durante lo stato di riposo. Tra questi uno è stato identificato come il Default Mode Network (DMN). Tale “network” può essere considerato unico nella sua risposta a stimoli, in quanto è caratterizzato da un’elevata attività durante lo stato di riposo e da una riduzione di attività in presenza di stimoli. Le regioni del cervello identificate come componenti del DMN comprendono la corteccia del cingolo posteriore, il precuneo, la corteccia prefrontale mediale, la corteccia del cingolo anteriore, il paraippocampo e la corteccia parietale inferiore. Una serie di studi recenti, suggeriscono che, in soggetti con malattie neurologiche o psichiatriche, il DMN funziona in modo diverso rispetto a quanto si verifica in soggetti sani. Effetti significativi sulla cf in queste regioni del cervello sono stati osservati anche con farmaci antipsicotici. Abbiamo quindi ipotizzato che questi effetti possano tradursi in un aumento di cf correlata al livello di occupazione recettoriale del farmaco nel cervello. Alcuni studi di fMRI hanno inoltre dimostrato che le fluttuazioni spontanee a riposo, vengono modificate in presenza di semplici movimenti ed è altresì possibile identificare un’attività cerebrale nelle aree motorie, corrispondenti a questi movimenti. Sulla base delle suddette considerazioni abbiamo deciso di impostare il modello del “resting state” mediante la realizzazione di uno studio clinico in volontari sani. L'obiettivo principale del progetto è stato mettere a punto il “resting state test” mediante la tecnica fMRI e testare la sua riproducibilità in soggetti sani; l'obiettivo secondario è stato esplorare gli effetti di una dose singola di alprazolam 0,75 mg sull’attività cerebrale a riposo e in presenza di stimoli motori. Come farmaco è stato scelto l’Alprazolam in quanto agisce a livello del SNC dopo aver attraversato la BEE. È stato stabilito di arruolare un numero minimo di 10 soggetti sani, maschi e femmine di età compresa tra 18 e 50 anni. I principali criteri di esclusione sono stati la presenza di malattie mentali e la storia o la presenza di condizioni neurologiche o psichiatriche. Come tecnica radiologica è stata scelta la BOLD fMRI. Rispetto ad altre tecniche (es. PET) questo metodo è sicuro e non invasivo. Lo studio è stato progettato secondo un disegno in doppio cieco, a dose singola, crossover, randomizzato. In due diverse occasioni (sessioni di studio), ciascun soggetto ha ricevuto una dose orale di alprazolam o placebo ed è stato sottoposto a due scansioni fMRI: prima di ricevere il farmaco e a 2 ore ± 30 min (circa il T-max di Alprazolam) dalla relativa somministrazione. Ciascuna scansione fMRI era suddivisa in due parti. La prima parte corrispondeva al “resting state”, durante la quale al soggetto veniva chiesto di rimanere sveglio, immobile e ad occhi chiusi, e la seconda parte corrispondeva al “task motorio”. Il “task motorio” era costituito da una sequenza di due fasi, ripetuta 5 volte: durante le prime fasi al soggetto veniva chiesto di rimanere sveglio, ad occhi chiusi e di aprire e chiudere le mani, alternativamente, per 10 volte, durante le seconde fasi di rimanere sveglio e ad occhi chiusi, ma immobile per un tempo corrispondente alla durata della prima fase. La fase clinica dello studio è stata condotta come pianificato. Sia il “resting state” test che il “motor task” sono stati realizzati applicando il modello predefinito. I dati funzionali sono stati esaminati utilizzando il software FSL. Per l'analisi dei dati relativi al “resting state”, il primo passaggio è stato l’applicazione della tecnica “Multi Session Temporal Concatenation” presente nel componente MELODIC di FSL e, a questo livello, è stato applicato anche un F- test; il passo successivo è stato l’utilizzo della tecnica “dual regression”. Tale metodologia consente, in primo luogo, il riconoscimento e la relativa selezione della componente d’interesse (nel nostro caso il DMN) in ciascun soggetto. In secondo luogo, permette che le componenti, così isolate, vengano suddivise in gruppi. Infine, fa sì che tali componenti vengano ulteriormente analizzate, a livello di gruppo, calcolando la media intra-gruppo e rilevando le eventuali differenze inter-gruppi, in accordo a quanto prestabilito dall’operatore. I risultati vengono espressi e visualizzati attraverso mappe spaziali con soglia definita. Per l'analisi del “motor task”, i dati fMRI sono stati invece analizzati utilizzando l’applicazione FMRI Expert Analysis Tool di FSL. La riproducibilità del DMN nei soggetti è stata dimostrata confrontando le due condizioni basali. Il risultato ottenuto dall’applicazione del F-Test e l'analisi effettuata mediante il metodo “dual regression” non hanno mostrato una differenza statisticamente significativa. Il principale risultato ottenuto è stata la presenza nelle mappe spaziali “post alprazolam” di una cf diffusa e aumentata sia nella parte posteriore del DMN che in aree cerebrali esterne al DMN. Questo aumento di connettività può essere interpretato come conseguenza della somministrazione di un farmaco con effetto sedativo ad azione inibitoria. Tale azione infatti, nello stato di riposo, aumenta e il DMN risulta più marcato. La presenza di cambiamenti nelle aree cerebrali al di fuori del DMN potrebbe essere dovuto al legame di alprazolam ai recettori per le benzodiazepine presenti nel SNC. I risultati ottenuti dal “motor task” hanno rilevato un’evidente riduzione di attività motoria bilateralmente, nelle aree motorie primarie, nelle aree somato-sensitive primarie e nelle aree cerebellari. Questi risultati sono in accordo con le caratteristiche del “motor task. In sintesi, entrambi gli obiettivi sono stati raggiunti. Il modello del “resting state” è stato messo a punto e la sua riproducibilità è stata dimostrata. E' stato dimostrato anche che l'effetto di una dose singola di alprazolam sull’attività cerebrale, durante lo stato di riposo, consiste in un incremento diffuso di connettività nel DMN e in altre aree cerebrali e che l’effetto di alprazolam nel “motor task” consiste in una riduzione dell’attività. In conclusione, il modello può essere considerato messo a punto e pronto per essere applicato in studi clinici nell’uomo. In futuro possiamo pensare di definire uno studio clinico simile in pazienti e confrontare i risultati con quelli ottenuti in volontari sani.

In the past, several drugs were developed in order to have effect on Central Nervous System (CNS), but only when they were in an advanced development phase it was showed that they could not have any effect on CNS, because they did not pass through the Blood Brain Barrier (BBB). This condition resulted in a waste of time, money and resources for researchers. With this project we decided to set-up a model which allows to test if a drug can pass through the BBB or not; its application should be feasible by using a non invasive radiological technique and it should be used even during the early development phase of a drug which is being studied to act on CNS. The model chosen to be developed was the ―resting state test‖. Resting state corresponds to the condition when the human brain is wakeful and conscious, but relaxed and in absence of any specific stimulus or task. Several studies have demonstrated that the brain, in its resting state, presents some degree of spontaneous activity measured as low-frequency fluctuations (<0.1 Hz) in the BOLD (Blood oxygen level dependent signal) fMRI signal of magnitude comparable to task-induced signals. Temporal correlations between fMRI signal fluctuations in different brain regions in its resting state have been interpreted in terms of functional connectivity (fc). These connectivity patterns were represented in a natural way as networks with brain regions. To date, at least five distinct resting states networks were found between different brain areas. Among those networks one has been identified as Default Mode Network (DMN). It can be considered unique in its response to cognitive tasks due to the fact that is characterized through high activity during rest and deactivation during tasks; it is also easily identifiable by BOLD fMRI technique and its reproducibility is reliable. Brain regions identified as parts of the resting state DMN include the posterior cingulate cortex, precuneus, medial prefrontal cortex, anterior cingulate cortex, parahippocampus and inferior parietal cortex. A series of studies published in recent years suggest that in subjects with neurological or psychiatric diseases, the DMN works differently than it does in healthy control subjects and the pathological disturbances in intrinsic activity have also been defined as related to the severity of disease. Significant effects have been also observed with antipsychotic drugs on fc in these brain regions. We hypothesized that these effects may be reflected in an increased fc and that they correlate with levels of receptor occupancy of the drug in the brain. Moreover, some fMRI studies have shown that the spontaneous fluctuations of resting state are modified during simple movements, like movement of left and/or right hands and it is possible identify a brain activity in motor areas, corresponding to the specific movements. According to these considerations it was decided to set-up the resting state model by performing a clinical trial in healthy volunteers. The primary aim of the project was to set-up the resting state test with fMRI and to test its reproducibility in healthy subjects; the secondary aim was to explore the effects of a single oral dose of alprazolam 0,75 mg on brain activity in resting state and in motor task steps. Alprazolam was chosen as drug due to the fact that, as benzodiazepine (BZD), it affects the CNS after being passed through the BBB with an anxiolitic effect. It was established to enroll a minimum of 10 healthy male and female subjects with age 18 to 50 years. Main exclusion criteria were diagnosis of mental illness or significant cardiac disease or cardiac conduction disorder and history or presence of neurological or psychiatric conditions. The radiological technique chosen was BOLD fMRI. Compared to other radiological techniques (i.e. PET) this method is safe and not invasive: it can be applied to young and old subjects and it is based on an endogen contrast. This investigation was undertaken as a double blind, single dose, crossover, randomized study. In two different occasions, each subject received an oral dose of alprazolam or placebo and underwent two fMRI scan sessions: before and 2hrs ± 30 min post dosing (approximately the t-max of alprazolam). During the first part of the fMRI exam each subject was asked to stay wakeful, motionless and with eyes closed. In the second part each subject performed the motor task which consisted of two steps: during the first one he was asked to stay wakeful, with eyes closed and to open and close the hands alternatively for 10 times; during the second one, he was asked to stay wakeful, motionless and with eyes closed for the same period of the first step. The task was repeated for 5 times. The clinical phase of the study was carried out as scheduled. The ―resting state‖ parts and the ―motor task‖ steps were performed by applying the model defined and detailed into the protocol. Alprazolam and study procedures were well tolerated. A total number of 11 subjects were enrolled into the study, because one subject did not complete both study sessions. Only data sets obtained by subjects who completed both sessions were analyzed. The functional data were analyzed by using software FSL. For resting state analysis the first step was the use of Multi Session Temporal Concatenation in MELODIC FSL component. At this level, it was also applied an F-test. The next step was the dual regression technique. The last step was to collect the different sets of spatial maps across subjects and to analyze them. The results were spatial maps defining the between-subject group-consistency and/or between-subject group-differences. For motor task step analysis, fMRI data processing was carried out using FEAT (FMRI Expert Analysis Tool) FSL application. The reproducibility of DMN across all subjects was demonstrated by the contrast of two baseline conditions: the F-Test (thresholded per p < 0,05) showed a statistically non-significant difference. The analysis performed through dual-regression method did not point out a statistically significant difference as well. A very similar condition was showed between two baseline and pre-post placebo conditions. The main result obtained by the data analysis was a diffuse and increased fc in post alprazolam maps in the posterior component of DMN and also in brain areas out of DMN. This increase of connectivity can be interpreted as a consequence of the administration of a drug with a sedative effect which inhibits tasks, increases activity at rest and makes DMN stronger. The presence of changes in brain areas out of DMN might be due to the binding of alprazolam to BZD receptors in CNS. The results obtained from motor task steps showed an evident reduction of activity in primary motor areas, bilateral primary somato-sensitive areas and bilateral cerebellar areas. These results are in agreement with characteristics of motor task paradigm as defined into the study protocol. In summary both primary and secondary aims of the study have been achieved. Resting state test was set up and its reproducibility in healthy volunteers was demonstrated. It was demonstrated that the effect of a single dose of alprazolam on brain activity in resting state consists in an increased and diffuse connectivity in DMN and in other cerebral areas and alprazolam effects in motor task step consist in a reduction of activity in motor areas activated by motor task. In conclusion the model can be considered set-up and applicable in humans during future clinical trials. The maps generated during motor task step increase knowledge of human brain topography. In the future we can schedule to carry out a similar clinical trial in patients affected by psychiatric and neurological diseases and to compare results obtained in patients against the ones obtained in healthy volunteers.

Set-up of the resting test as a valid model for the discovery of novel CNS drugs.

COSTANTIN, Cristina
2011-01-01

Abstract

In the past, several drugs were developed in order to have effect on Central Nervous System (CNS), but only when they were in an advanced development phase it was showed that they could not have any effect on CNS, because they did not pass through the Blood Brain Barrier (BBB). This condition resulted in a waste of time, money and resources for researchers. With this project we decided to set-up a model which allows to test if a drug can pass through the BBB or not; its application should be feasible by using a non invasive radiological technique and it should be used even during the early development phase of a drug which is being studied to act on CNS. The model chosen to be developed was the ―resting state test‖. Resting state corresponds to the condition when the human brain is wakeful and conscious, but relaxed and in absence of any specific stimulus or task. Several studies have demonstrated that the brain, in its resting state, presents some degree of spontaneous activity measured as low-frequency fluctuations (<0.1 Hz) in the BOLD (Blood oxygen level dependent signal) fMRI signal of magnitude comparable to task-induced signals. Temporal correlations between fMRI signal fluctuations in different brain regions in its resting state have been interpreted in terms of functional connectivity (fc). These connectivity patterns were represented in a natural way as networks with brain regions. To date, at least five distinct resting states networks were found between different brain areas. Among those networks one has been identified as Default Mode Network (DMN). It can be considered unique in its response to cognitive tasks due to the fact that is characterized through high activity during rest and deactivation during tasks; it is also easily identifiable by BOLD fMRI technique and its reproducibility is reliable. Brain regions identified as parts of the resting state DMN include the posterior cingulate cortex, precuneus, medial prefrontal cortex, anterior cingulate cortex, parahippocampus and inferior parietal cortex. A series of studies published in recent years suggest that in subjects with neurological or psychiatric diseases, the DMN works differently than it does in healthy control subjects and the pathological disturbances in intrinsic activity have also been defined as related to the severity of disease. Significant effects have been also observed with antipsychotic drugs on fc in these brain regions. We hypothesized that these effects may be reflected in an increased fc and that they correlate with levels of receptor occupancy of the drug in the brain. Moreover, some fMRI studies have shown that the spontaneous fluctuations of resting state are modified during simple movements, like movement of left and/or right hands and it is possible identify a brain activity in motor areas, corresponding to the specific movements. According to these considerations it was decided to set-up the resting state model by performing a clinical trial in healthy volunteers. The primary aim of the project was to set-up the resting state test with fMRI and to test its reproducibility in healthy subjects; the secondary aim was to explore the effects of a single oral dose of alprazolam 0,75 mg on brain activity in resting state and in motor task steps. Alprazolam was chosen as drug due to the fact that, as benzodiazepine (BZD), it affects the CNS after being passed through the BBB with an anxiolitic effect. It was established to enroll a minimum of 10 healthy male and female subjects with age 18 to 50 years. Main exclusion criteria were diagnosis of mental illness or significant cardiac disease or cardiac conduction disorder and history or presence of neurological or psychiatric conditions. The radiological technique chosen was BOLD fMRI. Compared to other radiological techniques (i.e. PET) this method is safe and not invasive: it can be applied to young and old subjects and it is based on an endogen contrast. This investigation was undertaken as a double blind, single dose, crossover, randomized study. In two different occasions, each subject received an oral dose of alprazolam or placebo and underwent two fMRI scan sessions: before and 2hrs ± 30 min post dosing (approximately the t-max of alprazolam). During the first part of the fMRI exam each subject was asked to stay wakeful, motionless and with eyes closed. In the second part each subject performed the motor task which consisted of two steps: during the first one he was asked to stay wakeful, with eyes closed and to open and close the hands alternatively for 10 times; during the second one, he was asked to stay wakeful, motionless and with eyes closed for the same period of the first step. The task was repeated for 5 times. The clinical phase of the study was carried out as scheduled. The ―resting state‖ parts and the ―motor task‖ steps were performed by applying the model defined and detailed into the protocol. Alprazolam and study procedures were well tolerated. A total number of 11 subjects were enrolled into the study, because one subject did not complete both study sessions. Only data sets obtained by subjects who completed both sessions were analyzed. The functional data were analyzed by using software FSL. For resting state analysis the first step was the use of Multi Session Temporal Concatenation in MELODIC FSL component. At this level, it was also applied an F-test. The next step was the dual regression technique. The last step was to collect the different sets of spatial maps across subjects and to analyze them. The results were spatial maps defining the between-subject group-consistency and/or between-subject group-differences. For motor task step analysis, fMRI data processing was carried out using FEAT (FMRI Expert Analysis Tool) FSL application. The reproducibility of DMN across all subjects was demonstrated by the contrast of two baseline conditions: the F-Test (thresholded per p < 0,05) showed a statistically non-significant difference. The analysis performed through dual-regression method did not point out a statistically significant difference as well. A very similar condition was showed between two baseline and pre-post placebo conditions. The main result obtained by the data analysis was a diffuse and increased fc in post alprazolam maps in the posterior component of DMN and also in brain areas out of DMN. This increase of connectivity can be interpreted as a consequence of the administration of a drug with a sedative effect which inhibits tasks, increases activity at rest and makes DMN stronger. The presence of changes in brain areas out of DMN might be due to the binding of alprazolam to BZD receptors in CNS. The results obtained from motor task steps showed an evident reduction of activity in primary motor areas, bilateral primary somato-sensitive areas and bilateral cerebellar areas. These results are in agreement with characteristics of motor task paradigm as defined into the study protocol. In summary both primary and secondary aims of the study have been achieved. Resting state test was set up and its reproducibility in healthy volunteers was demonstrated. It was demonstrated that the effect of a single dose of alprazolam on brain activity in resting state consists in an increased and diffuse connectivity in DMN and in other cerebral areas and alprazolam effects in motor task step consist in a reduction of activity in motor areas activated by motor task. In conclusion the model can be considered set-up and applicable in humans during future clinical trials. The maps generated during motor task step increase knowledge of human brain topography. In the future we can schedule to carry out a similar clinical trial in patients affected by psychiatric and neurological diseases and to compare results obtained in patients against the ones obtained in healthy volunteers.
2011
Resting state; default mode network; motor task; alprazolam; healthy volunteers; BOLD fMRI; dual regression
In passato sono stati sviluppati composti che avrebbero dovuto agire sul Sistema Nervoso Centrale (SNC), ma, solo in una fase avanzata di sviluppo è stato dimostrato che non potevano avere alcun effetto, perché non erano in grado di attraversare la barriera ematoencefalica (BEE). Con questo progetto abbiamo deciso di sviluppare un modello che dovrebbe permettere di testare se un farmaco è in grado di attraversare la BEE. Tale modello dovrebbe poter essere facilmente applicato nell’uomo e dovrebbe poter essere utilizzato in una fase di sviluppo precoce di farmaci. Il modello scelto è il "resting state test". Il “resting state” o stato di riposo corrisponde alla condizione in cui il cervello umano è vigile e cosciente, ma rilassato e in assenza di stimoli. Diversi studi hanno dimostrato che il cervello, nel suddetto stato, presenta un grado di attività spontanea, misurata in termini di fluttuazioni a bassa frequenza del segnale BOLD fMRI (segnale dipendente dal livello di ossigeno nel sangue) di grandezza comparabile a quella dei segnali indotti. Le correlazioni temporali tra le fluttuazioni del segnale nelle diverse regioni del cervello a riposo sono state interpretate in termini di connettività funzionale (cf). Questi “pattern” di connettività sono stati rappresentati come “network” (reti) tra le regioni attive del cervello. Ad oggi, sono stati individuati almeno cinque distinti “network” durante lo stato di riposo. Tra questi uno è stato identificato come il Default Mode Network (DMN). Tale “network” può essere considerato unico nella sua risposta a stimoli, in quanto è caratterizzato da un’elevata attività durante lo stato di riposo e da una riduzione di attività in presenza di stimoli. Le regioni del cervello identificate come componenti del DMN comprendono la corteccia del cingolo posteriore, il precuneo, la corteccia prefrontale mediale, la corteccia del cingolo anteriore, il paraippocampo e la corteccia parietale inferiore. Una serie di studi recenti, suggeriscono che, in soggetti con malattie neurologiche o psichiatriche, il DMN funziona in modo diverso rispetto a quanto si verifica in soggetti sani. Effetti significativi sulla cf in queste regioni del cervello sono stati osservati anche con farmaci antipsicotici. Abbiamo quindi ipotizzato che questi effetti possano tradursi in un aumento di cf correlata al livello di occupazione recettoriale del farmaco nel cervello. Alcuni studi di fMRI hanno inoltre dimostrato che le fluttuazioni spontanee a riposo, vengono modificate in presenza di semplici movimenti ed è altresì possibile identificare un’attività cerebrale nelle aree motorie, corrispondenti a questi movimenti. Sulla base delle suddette considerazioni abbiamo deciso di impostare il modello del “resting state” mediante la realizzazione di uno studio clinico in volontari sani. L'obiettivo principale del progetto è stato mettere a punto il “resting state test” mediante la tecnica fMRI e testare la sua riproducibilità in soggetti sani; l'obiettivo secondario è stato esplorare gli effetti di una dose singola di alprazolam 0,75 mg sull’attività cerebrale a riposo e in presenza di stimoli motori. Come farmaco è stato scelto l’Alprazolam in quanto agisce a livello del SNC dopo aver attraversato la BEE. È stato stabilito di arruolare un numero minimo di 10 soggetti sani, maschi e femmine di età compresa tra 18 e 50 anni. I principali criteri di esclusione sono stati la presenza di malattie mentali e la storia o la presenza di condizioni neurologiche o psichiatriche. Come tecnica radiologica è stata scelta la BOLD fMRI. Rispetto ad altre tecniche (es. PET) questo metodo è sicuro e non invasivo. Lo studio è stato progettato secondo un disegno in doppio cieco, a dose singola, crossover, randomizzato. In due diverse occasioni (sessioni di studio), ciascun soggetto ha ricevuto una dose orale di alprazolam o placebo ed è stato sottoposto a due scansioni fMRI: prima di ricevere il farmaco e a 2 ore ± 30 min (circa il T-max di Alprazolam) dalla relativa somministrazione. Ciascuna scansione fMRI era suddivisa in due parti. La prima parte corrispondeva al “resting state”, durante la quale al soggetto veniva chiesto di rimanere sveglio, immobile e ad occhi chiusi, e la seconda parte corrispondeva al “task motorio”. Il “task motorio” era costituito da una sequenza di due fasi, ripetuta 5 volte: durante le prime fasi al soggetto veniva chiesto di rimanere sveglio, ad occhi chiusi e di aprire e chiudere le mani, alternativamente, per 10 volte, durante le seconde fasi di rimanere sveglio e ad occhi chiusi, ma immobile per un tempo corrispondente alla durata della prima fase. La fase clinica dello studio è stata condotta come pianificato. Sia il “resting state” test che il “motor task” sono stati realizzati applicando il modello predefinito. I dati funzionali sono stati esaminati utilizzando il software FSL. Per l'analisi dei dati relativi al “resting state”, il primo passaggio è stato l’applicazione della tecnica “Multi Session Temporal Concatenation” presente nel componente MELODIC di FSL e, a questo livello, è stato applicato anche un F- test; il passo successivo è stato l’utilizzo della tecnica “dual regression”. Tale metodologia consente, in primo luogo, il riconoscimento e la relativa selezione della componente d’interesse (nel nostro caso il DMN) in ciascun soggetto. In secondo luogo, permette che le componenti, così isolate, vengano suddivise in gruppi. Infine, fa sì che tali componenti vengano ulteriormente analizzate, a livello di gruppo, calcolando la media intra-gruppo e rilevando le eventuali differenze inter-gruppi, in accordo a quanto prestabilito dall’operatore. I risultati vengono espressi e visualizzati attraverso mappe spaziali con soglia definita. Per l'analisi del “motor task”, i dati fMRI sono stati invece analizzati utilizzando l’applicazione FMRI Expert Analysis Tool di FSL. La riproducibilità del DMN nei soggetti è stata dimostrata confrontando le due condizioni basali. Il risultato ottenuto dall’applicazione del F-Test e l'analisi effettuata mediante il metodo “dual regression” non hanno mostrato una differenza statisticamente significativa. Il principale risultato ottenuto è stata la presenza nelle mappe spaziali “post alprazolam” di una cf diffusa e aumentata sia nella parte posteriore del DMN che in aree cerebrali esterne al DMN. Questo aumento di connettività può essere interpretato come conseguenza della somministrazione di un farmaco con effetto sedativo ad azione inibitoria. Tale azione infatti, nello stato di riposo, aumenta e il DMN risulta più marcato. La presenza di cambiamenti nelle aree cerebrali al di fuori del DMN potrebbe essere dovuto al legame di alprazolam ai recettori per le benzodiazepine presenti nel SNC. I risultati ottenuti dal “motor task” hanno rilevato un’evidente riduzione di attività motoria bilateralmente, nelle aree motorie primarie, nelle aree somato-sensitive primarie e nelle aree cerebellari. Questi risultati sono in accordo con le caratteristiche del “motor task. In sintesi, entrambi gli obiettivi sono stati raggiunti. Il modello del “resting state” è stato messo a punto e la sua riproducibilità è stata dimostrata. E' stato dimostrato anche che l'effetto di una dose singola di alprazolam sull’attività cerebrale, durante lo stato di riposo, consiste in un incremento diffuso di connettività nel DMN e in altre aree cerebrali e che l’effetto di alprazolam nel “motor task” consiste in una riduzione dell’attività. In conclusione, il modello può essere considerato messo a punto e pronto per essere applicato in studi clinici nell’uomo. In futuro possiamo pensare di definire uno studio clinico simile in pazienti e confrontare i risultati con quelli ottenuti in volontari sani.
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