(IT)
L’Istituto di Neuroscienze del CNR insieme al Laboratorio Europeo per le Spettroscopie Non-Lineari (LENS) e l’Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna hanno utilizzato una combinazione di tecniche ottiche avanzate per studiare come la corteccia cerebrale viene plasmata dalla riabilitazione dopo ictus. Lo studio è stato pubblicato su Cell Reports.

Trattamento riabilitativo combinato promuove la plasticità strutturale e funzionale dopo ictus

L’ictus rappresenta una delle principali cause di disabilità a lungo termine e vede nella riabilitazione motoria combinata a trattamenti plasticizzanti un mezzo efficace per il recupero delle funzioni motorie perse. La ricerca pubblicata su Cell Reports approfondisce i meccanismi di plasticità innescati da un approccio riabilitativo integrato per il recupero delle funzioni motorie lesionate da ictus. Tecniche ottiche avanzate hanno consentito di studiare in vivo la plasticità neuronale associata alla riabilitazione su scale spaziali che vanno dal singolo neurone all’intero emisfero. “Le tecniche combinate di microscopia di fluorescenza e ingegneria genetica hanno consentito di visualizzare l’attività neuronale mentre l’animale esegue il training sulla piattaforma robotica, permettendoci così di capire come il processo riabilitativo plasmi l’attivazione corticale” spiega la Dott.ssa Allegra Mascaro, ricercatrice dell’IN-CNR affiliata al LENS, prima autrice del lavoro pubblicato. Lo studio fa parte dello “Human Brain Project” e del European Research Council Advanced grant “BrainBIT”, progetti europei multidisciplinari di ricerca sul cervello. “Sebbene sia ancora lunga la strada per comprendere appieno i meccanismi di recupero promossi dalla riabilitazione, i risultati pubblicati risultano essere promettenti sulla possibilità di garantire ai pazienti un recupero funzionale completo” conclude la Dott.ssa Conti, co-prima autrice della ricerca.

(EN)
The Neuroscience Institute of CNR and the European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS) together with the Biorobotic Institute of Scuola Superiore Sant’Anna investigated cortical plasticity induced by rehabilitation after stroke. The study is published on Cell Reports.

Combined Rehabilitation Promotes the Recovery of Structural and Functional Features of Healthy Neuronal Networks after Stroke

Stroke is the leading cause of long-term disability. Motor rehabilitation combined with plasticizing treatments represent a powerful mean to recover the motor functionality lost after the lesion. The study published on Cell Reports explores how an integrated rehabilitation approach for the recovery of motor functions damaged by stroke triggers cortical plasticity at multiple levels. A combination of advanced optical techniques allowed to address in vivo the neuronal and vascular remodeling associated with rehabilitation on spatial scales ranging from single synaptic contacts to the entire hemisphere. "The combination of fluorescence microscopy techniques and genetic engineering enabled us to investigate neuronal activity while mice perform the motor training on a robotic device, thus showing how rehabilitation molds the patterns of cortical activation," explains Dr. Allegra Mascaro, researcher of the IN-CNR affiliated with LENS, first author of the published work. The study is part of the “H2020 EXCELLENT SCIENCE - European Research Council grant” and of the “Human Brain Project”, European multidisciplinary projects targeted to the understanding of brain functionality. "Although there is still a long way to fully understand the recovery mechanisms promoted by rehabilitation, the results published are promising on the possibility of guaranteeing patients a complete functional recovery" concludes Dr. Conti, co-first author of the work.

Fig.1: CELLREP_6727 - La figura mostra come la vascolatura sia profondamente modificata dall’ictus e dalla riabilitazione. In dettaglio, si vedono sovrapposte le mappe vascolari prima (giallo brillante) e dopo (blu scuro) la riabilitazione. L’effetto vetro e i colori del fuoco rimandano al rimodellamento della rete vascolare da parte della riabilitazione, simile a quello del vetro da parte del fuoco.

Fig.2: Graphical Abstract - La figura mostra come una combinazione di tecniche ottiche avanzate abbia portato alla luce come la plasticità associata alla riabilitazione coinvolga molti attori, dai singoli contatti sinaptici dei neuroni fino alla rete vascolare su larga scala e alla rimappatura corticale.