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Determinare il modo in cui l’acido cerebrale influisce sulla funzione cerebrale

Uno studio del neuroscienziato della Iowa University John Wemmie, M.D., Ph.D. e pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences (PNAS) Early Edition rivela che pH livelli elevati di acidità o bassi sono associati a disturbi di panico, ansia e depressione e che i cambiamenti di acidità del cervello sono significativi per la normale attività cerebrale.

Wemmie, professore associato di psichiatria all’UI, dice:

“Siamo interessati all’idea che il pH potrebbe cambiare nel cervello funzionale perché siamo stati accaldati sulla scia di recettori che sono attivati ​​dal basso pH.La presenza di questi recettori implica la possibilità che il pH basso possa essere un segnale ruolo nella normale funzione cerebrale. “
Secondo i suoi risultati dello studio, il cervello richiede che le proteine ​​che percepiscono gli acidi producano normali risposte di paura, nonché per l’apprendimento e la memoria nei topi. Egli afferma che sebbene sia facile ottenere un kit per misurare il livello di pH (acidità) per il terreno del giardino, ad esempio, attualmente non esistono test semplici che possano misurare i cambiamenti di pH nel cervello.

In collaborazione con Vincent Magnotta, Ph.D., professore associato di radiologia, psichiatria e ingegneria biomedica, il team ha sviluppato e valutato un nuovo approccio non invasivo per identificare e monitorare i cambiamenti di pH nei cervelli viventi.

La loro nuova tecnica di imaging basata su MRI fornisce attualmente la migliore prova che i cambiamenti del pH avvengono effettivamente con la normale funzione intatta del cervello umano, in particolare nel rilevare i cambiamenti globali nel livello di pH del cervello nei topi. Scoprirono che il segnale aumentava durante l’inalazione di anidride carbonica, abbassando il livello del ph del cervello, rendendolo più acido, mentre le iniezioni di bicarbonato diminuivano il segnale MRI, aumentando il livello di pH del cervello. La relazione tra il segnale e il pH era lineare nell’intervallo testato.

Significativamente, il test sembra anche rilevare l’attività cerebrale localizzata. Il team ha condotto un esperimento classico che attiva la particolare regione nel cervello associata alla visione, chiedendo ai partecipanti umani di vedere una scacchiera lampeggiante. Hanno osservato che il metodo di risonanza magnetica ha identificato un calo del livello di pH in quella particolare regione.

Magnotta, esperta nello sviluppo di tecniche di imaging cerebrale basate sulla risonanza magnetica (RM), dice: “Il nostro studio ci dice, in primo luogo, che abbiamo una tecnica che crediamo possa misurare i cambiamenti del pH nel cervello, e in secondo luogo, questa tecnica basata sulla risonanza magnetica suggerisce che i cambiamenti del pH si verificano con la funzione cerebrale. “

Wemmie aggiunge: “I risultati supportano la nostra idea originale che l’attività cerebrale possa modificare il pH locale nel cervello umano durante la normale attività, il che significa che il cambiamento del pH in combinazione con i recettori sensibili al pH potrebbe essere parte di un sistema di segnalazione che influisce sull’attività cerebrale e sulla funzione cognitiva “.

La nuova tecnica potrebbe anche offrire una nuova alternativa di brain l ‘immaginazione. La risonanza magnetica funzionale (fMRI) misura attualmente l’attività cerebrale rilevando un segnale causato dai livelli di ossigeno nel sangue che scorre nelle regioni cerebrali attive, per cui il nuovo metodo risponde ai cambiamenti nei livelli di pH senza essere influenzato da cambiamenti nell’ossigenazione del sangue, ancora fMRI non è in grado di rispondere ai cambiamenti nei livelli di pH.

Wemmie afferma: “Quello che dimostriamo è che il nostro metodo di rilevamento dell’attività cerebrale dipende probabilmente dalle variazioni del pH e, più di questo, è distinto dal segnale che le misure fMRI ci forniscono un altro strumento per studiare l’attività cerebrale”.

I suoi studi precedenti indicavano che i cambiamenti di pH potevano giocare un ruolo in alcune malattie psichiatriche, come l’ansia e la depressione. La nuova tecnica potrebbe consentire a Wemmie e al suo team di approfondire ulteriormente l’impatto dei cambiamenti di pH in queste condizioni.

Conclude dicendo:

“L’attività cerebrale è probabilmente diversa nelle persone con disturbi cerebrali, come bipolare o depressione e questo potrebbe riflettersi in questa misura e forse più importante, alla fine della giornata, questo segnale potrebbe essere anormale o perturbato nella malattia psichiatrica umana? E se così fosse, potrebbe essere un bersaglio per la manipolazione e il trattamento? “
Scritto da Christine Kearney

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