How do you determine if the Default Mode Network (DMN) is hypoactive or hyperactive?

Come determinare se la Default Mode Network (DMN) è ipoattiva o iperattiva

Per determinare se la Default Mode Network (DMN) è ipoattiva o iperattiva, è necessario utilizzare tecniche di neuroimaging come la risonanza magnetica funzionale (fMRI) e analizzare i modelli di connettività funzionale e strutturale.

Metodi di valutazione dell'attività della DMN

Tecniche di neuroimaging

• La risonanza magnetica funzionale a riposo (resting-state fMRI) è il metodo principale per valutare l'attività della DMN, misurando le fluttuazioni spontanee del segnale BOLD quando il cervello è "a riposo" 1
• L'elettroencefalografia (EEG) può essere utilizzata per valutare le dinamiche oscillatorie, con particolare attenzione alle bande di frequenza che riflettono l'attività della DMN 1

Metodi di analisi per identificare alterazioni della DMN

• Analisi delle componenti indipendenti (ICA): metodo basato sulla rete per identificare reti funzionali temporalmente coerenti, utilizzato per esaminare la connettività all'interno della DMN 1
• Approcci basati su seed: analisi della connettività funzionale tra una o più regioni di interesse predefinite (ROI), come la corteccia cingolata anteriore 1
• Teoria dei grafi: metodo per caratterizzare le proprietà globali e regionali delle reti funzionali cerebrali, inclusa la DMN 1
• Ampiezza delle fluttuazioni a bassa frequenza (ALFF): quantifica l'ampiezza dello spettro di potenza del segnale BOLD, riflettendo l'attività neurale 1

Indicatori di iperattività della DMN

• Connettività funzionale aumentata tra le regioni della DMN, in particolare nella parte posteriore (corteccia cingolata posteriore) 1
• Mancata soppressione della DMN durante l'esecuzione di compiti che richiedono attenzione 2
• Aumento dell'ALFF nelle regioni chiave della DMN come la corteccia prefrontale mediale superiore (MPFC) e la corteccia cingolata posteriore/precuneo (PCC/PCu) 3
• Eccessiva connettività tra la DMN e altre reti (come la rete di salienza o la rete fronto-parietale) 4

Indicatori di ipoattività della DMN

• Ridotta connettività funzionale tra le regioni della DMN, particolarmente nella parte anteriore (corteccia prefrontale mediale) 1
• Diminuzione dell'ALFF nella corteccia cingolata dorsale anteriore e nelle regioni della DMN 1
• Ridotta integrità strutturale dei tratti di materia bianca che supportano la funzione della DMN, misurata con l'anisotropia frazionaria (FA) e la diffusività assiale (AD) 5
• Ridotta "small worldness" e "degree" nella corteccia cingolata per la DMN 1

Correlazioni cliniche e patologiche

• L'iperattività della DMN è spesso associata a:

  • Schizofrenia (con possibile relazione a un'eccessiva auto-referenzialità) 2, 3
  • Depressione (potenzialmente correlata alla ruminazione negativa) 2
  • ADHD con disturbo della condotta (maggiore attività nella corteccia cingolata e nelle regioni associate) 6

• L'ipoattività o la disconnessione della DMN può essere associata a:

  • Migliore risposta al trattamento con antipsicotici nei pazienti con primo episodio psicotico 5
  • Migliore performance in compiti che richiedono attenzione 2

Considerazioni importanti e potenziali errori

• La variabilità metodologica negli studi di resting-state può portare a risultati inconsistenti 1
• È importante considerare sia la connettività anteriore che posteriore della DMN, poiché possono mostrare alterazioni opposte 1
• I farmaci, in particolare gli antipsicotici, possono influenzare l'attività della DMN, quindi è preferibile studiare pazienti drug-naive 5, 3
• Le alterazioni della DMN possono variare in base alla fase della malattia (acuta vs cronica) 5
• È fondamentale utilizzare gruppi di controllo adeguatamente abbinati per età, sesso e altri fattori confondenti 3