La connettività a livello di network è una caratteristica cruciale che distingue il tremore distonico dal tremore essenziale

Recentemente, esperti internazionali in distonia hanno proposto il movimento tremorico ritmico come un’importante caratteristica della distonia. Studi clinici hanno riportato un’incidenza da moderata ad alta di tremore a carico della parte del corpo distonica (tremore distonico), specialmente in pazienti con distonia cervicale che hanno mostrato tremore della testa e degli arti superiori che può assomigliare al tremore essenziale. Studi comportamentali hanno tentato di comprendere meglio i meccanismi fisiologici che distinguono il tremore distonico dall’essenziale, come la regolarità e la frequenza delle oscillazioni tremoriche, l’elettromiografia e l’eccitabilità del tronco encefalico. Meno chiaro, ed egualmente critico per la diagnosi e il trattamento, è la comprensione dei deficit cerebrali funzionali associati al tremore distonico ed essenziale.
Studi precedenti di risonanza magnetica (RM) funzionale, effettuati per lo più nella distonia focale, hanno indicato anormali attivazione e connettività funzionale tra la corteccia sensorimotoria, i gangli della base e il cervelletto. Questi lavori non hanno fornito considerazioni sull’influenza specifica del tremore distonico sulla funzione cerebrale, specialmente in contrasto coi pazienti con tremore essenziale che non presentano distonia. Tuttavia, uno studio recente, ha esaminato l’attivazione dell’encefalo durante un compito vocale in pazienti con disfonia spasmodica isolata e disfonia spasmodica con tremore di voce distonico (SD/DTV). La disfonia spasmodica e la SD/DTV sono risultate essere associate con anomalie di attivazione in aree corticali, putamen e talamo, mentre l’attivazione del giro frontale mediale e cerebellare era ridotta in SD/DTV rispetto alla disfonia spasmodica. Questo è stato interpretato riflettere i differenti tratti distintivi neurali della distonia e del tremore distonico e che quest’ultimo è forse posizionato tra la distonia e il tremore essenziale sulla base della sintomatologia e delle anormalità cerebrali comuni a entrambe le condizioni.

L’obiettivo primario di questo lavoro è stato quello di esaminare i cambiamenti nell’ampiezza del segnale dipendente dal livello di ossigeno nel sangue (BOLD) e la connettività funzionale che correla a un feedback visivo durante l’espletamento di un compito di presa-forza in pazienti con tremore distonico. La coorte del tremore distonico ha incluso pazienti con distonia cervicale con tremore distonico della testa e la maggior parte presentava anche addizionale tremore agli arti superiori, così come un paziente con distonia spasmodica con tremore agli arti superiori. Il razionale per l’utilizzo di un compito di forza deriva da un lavoro precedente che ha dimostrato che un feedback visivo induce l’esacerbazione del tremore di presa-forza che correla a cambiamenti dell’ampiezza di BOLD nel tremore essenziale. Se questi cambiamenti fossero similmente robusti in esacerbare il tremore di presa-forza nel tremore distonico, questo permetterebbe l’opportunità di testare l’ipotesi di distinte anomalie funzionali che collegano il tremore distonico al tremore essenziale. In primis, gli autori, hanno utilizzato un’analisi dell’ampiezza di BOLD per testare l’ipotesi che il tremore distonico e il tremore essenziale presentino differenze nell’attivazione funzionale legata alla forza. In secondo luogo, hanno utilizzato regioni di interesse sistematicamente posizionate nella corteccia, gangli della base, talamo e cervelletto per esaminare la connettività funzionale basandosi sull’evidenza che le vie che connettono queste regioni siano affette nella distonia e nel tremore essenziale. Infine, hanno elaborato delle curve ROC per determinare l’efficienza della connettività tremorica e funzionale nel distinguere tra tremore distonico ed essenziale.

In questo lavoro sono stati inclusi 20 pazienti con tremore distonico, 18 con tremore essenziale e 18 controlli sani. La contrazione massima volontaria (CMV) è stata ottenuta prima dell’imaging. I partecipanti dovevano afferrare il trasduttore di forza con la mano destra tra il pollice e le dita e venivano istruiti a sostenere la forza massima per 3 s. CMV è stata ottenuta come la media della forza prodotta in 3 prove separate da un intervallo di 60 s di riposo.
Le immagini di RM funzionale sono state acquisite in due compiti separati: a basso e alto feedback visivo. Ciascun compito è stato performato in un design a blocchi in cui venivano alternati riposo e forza. La durata di ciascun compito è stata di 270 s. In ciascun compito, veniva mostrato un display con sfondo nero e due barre orizzontali: una bianca fissa rappresentante la forza target del 15% di CMV e una verde dinamica che forniva il feedback visivo della quantità di forza prodotta dal partecipante. Durante il blocco a riposo, veniva mostrata una barra rossa stazionaria e i soggetti erano istruiti a guardare passivamente il display.

I risultati hanno mostrato che il feedback visivo ha prodotto un tremore di forza nel tremore distonico e nell’essenziale al confronto con i controlli sani e la severità del tremore era aumentata in presenza dello stimolo visivo.
L’ampiezza di BOLD nel tremore distonico era ridotta della corteccia frontale e nel cervelletto al confronto con i controlli. Da notare che l’ampiezza di BOLD nella corteccia visiva primaria non era influenzata. Nonostante i risultati comportamentali rafforzino l'ipotesi che la severità del tremore sia influenzata dalla disponibilità di informazione visiva, l’analisi BOLD suggerisce che l’esacerbazione del tremore associato al feedback visivo nel tremore essenziale non possa essere associato a una disfunzione delle regioni visive come invece si registra nel tremore essenziale. I due gruppi di pazienti hanno mostrato anomalie funzionali a livelli corticali distinti. L’ampiezza di BOLD del giro frontale mediale era ridotta nel tremore distonico rispetto all’essenziale e ai controlli. A sua volta, l'attivazione della corteccia sensorimotoria e il lobulo parietale inferiore era ridotta nel tremore essenziale rispetto agli altri due gruppi. Disfunzione del network parieto-motorio nel tremore essenziale è stata interpretata possibilmente riflettere un dominio corticale di aumento delle oscillazioni del tremore cinetico. Ad esempio, l’aumento del tremore di forza nel tremore distonico è stato trovato correlare col segnale BOLD sensorimotorio e parietale. Queste differenze suggeriscono meccanismi funzionali a livello corticale distinti che richiederanno ulteriori indagini. Similmente a lavori precedenti, è stata invece individuata una riduzione dell’ampiezza BOLD a livello cerebellare in entrambi i gruppi di pazienti.
La nozione che un network motorio disturbato sia coinvolto nella patogenesi della distonia e del tremore essenziale motiva l’esplorazione delle dinamiche di connettività a livello di network tra corteccia, gangli della base e cervelletto. L’aumento del feedback visivo nel tremore distonico causava cambiamenti nelle interazioni inter e intra regionali a livello in network distribuiti all’interno e oltre la via cervelletto-gangli della base-corteccia suggerendo che l’esacerbazione del tremore distonico possa essere correlata a una connettività disfunzionale e non ad attivazione. Il gruppo del tremore essenziale ha rilevato anomalie rispetto ai controlli indipendentemente dalla regione di interesse. La magnitudine dell’effetto indipendentemente dalla regione in termini del numero di connessioni disfunzionali era tipicamente inferiore rispetto al tremore distonico e ai controlli.

In conclusione questo studio fornisce nuova evidenza di differenti livelli di BOLD e connettività correlati a un compito nel tremore distonico ed essenziale. Questi due tremori sono caratterizzati da distinti pattern di attivazione funzionale a livello corticale e nelle regioni visive, ma condividono un deficit a livello cerebellare. Le differenze a livello corticale e dei gangli della base si sono provate essere efficienti nel classificare i gruppi di tremore distonico ed essenziale con molto buone sensibilità e specificità. Questo lavoro fornisce una prospettiva nuova del fatto che l’attivazione a livello di network e la connettività differiscano sostanzialmente in queste due condizioni.

Network-level connectivity is a critical feature distinguishing dystonic tremor and essential tremor

Jesse C. DeSimone, Derek B. Archer, David E. Vaillancourt and Aparna Wagle Shukla

https://academic.oup.com/brain/article/142/6/1644/5430883