Brain circuits and neurotransmitter malfunction in Down Syndrome: a pilot study to explore the therapeutic potential of transcranial direct current stimulation (tDCS)

Questo progetto pilota si propone di analizzare gli effetti della tDCS in due modelli murini di Sindrome di Down (SD), Ts65Dn e Dp(16), concentrandosi principalmente su comportamento e attività delle reti cerebrali.

Il deficit cognitivo è una caratteristica distintiva della SD, spesso associata a disturbi emotivi e ridotte capacità sociali.  Tali sintomi potrebbero essere causati da alterazioni delle dinamiche cerebrali, unitamente ad altri marker neurobiologici tipici della SD, come neuroplasticità, neurogenesi alterate e modificazioni dei neurotrasmettitori (sistemi serotoninergico, glutammatergico e GABAergico). Anche le cellule gliali sembrano coinvolte nella progressione della malattia. Negli ultimi due decenni, la stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS), una tecnica di neuromodulazione cerebrale non invasiva, si è rivelata promettente per il trattamento di varie patologie neurologiche e psichiatriche, agendo a livello sia sinaptico che non sinaptico, e persino su cellule non eccitabili, come la microglia.

Ipotizziamo che la tDCS possa migliorare il comportamento cognitivo modulando vari sistemi neurotrasmettitoriali e, di conseguenza, i circuiti cerebrali.  Pertanto, questa ricerca biennale mira ad analizzare gli effetti della tDCS su test comportamentali cognitivi (Obiettivo 1.1) e sull'attività simultanea dei circuiti neurali prefrontale-ippocampo-rafe (Obiettivo 1.2); analogamente, esploreremo anche il comportamento emotivo e sociale (Obiettivo 2.1) insieme all'attività del sistema serotoninergico (Obiettivo 2.2). Inoltre, inizieremo a studiare gli effetti della tDCS su alcuni marker neurobiologici della SD, come lo sbilanciamento eccitatorio/inibitorio, le alterazioni della neuroplasticità e i cambiamenti della microglia (Obiettivo 3). Nel complesso, in caso di esiti positivi, questo progetto di ricerca contribuirà a caratterizzare meglio i meccanismi alla base della SD e potrebbe rappresentare l'inizio di un importante studio traslazionale per i prossimi anni.