ETD

• basal forebrain cholinergic system
• ch4
• malattia di Parkinson
• Parkinson's disease
• prosencefalo basale colinergico

Parkinson's disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder, classically characterized by motor symptoms (bradykinesia, rigidity, resting tremor, postural instability) associated with a broad spectrum of non-motor manifestations (autonomic, neuropsychiatric, and sleep disorders). It is the second most common neurodegenerative disorder after Alzheimer's disease, with a mean age of onset between 60 and 65 years. Among the non-motor manifestations, cognitive impairment is a frequently encountered symptom that can evolve from mild cognitive impairment (PD-MCI) to overt dementia (PDD). Cognitive impairment in Parkinson's disease has been associated, among other mechanisms, with progressive cholinergic denervation of the cerebral cortex, caused by the degeneration of neurons in the basal forebrain cholinergic system (BFCS), and particularly the nucleus basalis of Meynert (NBM), which represents its primary source of acetylcholine. This system projects diffusely throughout the brain, regulating key cognitive functions such as attention, memory, and executive functions. Although cognitive decline becomes clinically relevant mainly in the advanced stages of the disease, multiple lines of evidence demonstrate that the degeneration of the NBM and other cholinergic structures of the basal forebrain is actually an early process.The present study aimed to evaluate volumetric alterations of the basal forebrain cholinergic system using magnetic resonance imaging (MRI) techniques in a population of patients with early-stage PD. The objective was to characterize BFCS atrophy at disease onset and explore its clinical impact. Specifically, BFCS volumes were compared between PD patients and healthy controls, subsequently evaluating the link between the atrophy of these nuclei and, respectively, cognitive performance and motor impairment.A total of 102 subjects were included in the study: 50 patients with early-stage Parkinson's disease (PD) selected between 2014 and 2025, and 52 healthy controls (HC). Patients were included based on a clinical diagnosis of PD and the availability of a high-resolution 3T structural MRI scan performed within 12 months of diagnosis. Cognitive profile and motor impairment were assessed using the Mini-Mental State Examination (MMSE) and the MDS-UPDRS Part III, respectively. Statistical analysis (SPSS 30.0) included Student's t-test for volumetric comparison between groups, Pearson's coefficient for bivariate correlations, and stepwise multiple linear regression models to identify predictors of the MMSE score.The comparison between patients and controls documented a statistically significant volumetric reduction in all BFCS regions of interest in the PD group ($p < 0.001$). Bivariate correlation analysis revealed significant positive associations between cognitive performance (MMSE) and the volumes of the right Ch1/Ch2, Ch3, and Ch4 regions (particularly in its anterolateral subregion). Conversely, no significant correlation emerged between brain volumes and motor impairment. Finally, the multiple linear regression model identified the right hemisphere BFCS volume as the only variable independently associated with the MMSE score.In conclusion, the findings highlight that volumetric reduction of the basal forebrain cholinergic system is a phenomenon detectable even in the early stages of Parkinson's disease. Furthermore, in a subgroup of patients with available cognitive data, this atrophy showed a significant correlation with cognitive performance measured by MMSE. However, given the cross-sectional nature of the present study, the prognostic value of these volumetric alterations and their ability to predict cognitive decline over time require longitudinal validation.

La malattia di Parkinson (MP) è una patologia neurodegenerativa ad andamento progressivo, caratterizzata classicamente da una sintomatologia motoria (bradicinesia, rigidità, tremore a riposo, instabilità posturale) alla quale si associa un ampio spettro di manifestazioni non motorie (disturbi autonomici, neuropsichiatrici e del sonno). Si tratta del secondo più comune disordine neurodegenerativo dopo la malattia di Alzheimer e l’età media di presentazione è tra 60 e 65 anni. Tra le manifestazioni non motorie, la compromissione cognitiva rappresenta un sintomo di frequente riscontro che può evolvere dal deficit cognitivo lieve (PD-MCI) fino alla demenza conclamata (PDD). La compromissione cognitiva nella malattia di Parkinson è stata associata, tra gli altri meccanismi, alla progressiva denervazione colinergica della corteccia cerebrale, causata dalla degenerazione dei neuroni del prosencefalo basale colinergico (Basal Forebrain Cholinergic System, BFCS), e in particolare del nucleo basale di Meynert (NBM), che ne rappresenta la principale fonte di acetilcolina. Questo sistema proietta in modo diffuso a tutto l'encefalo, regolando funzioni cognitive chiave quali l'attenzione, la memoria e le funzioni esecutive. Sebbene il declino cognitivo diventi clinicamente rilevante soprattutto nelle fasi avanzate della patologia, molteplici evidenze dimostrano come la degenerazione del NBM e delle altre strutture colinergiche del prosencefalo basale costituisca in realtà un processo precoce.
Il presente studio si è proposto di valutare le alterazioni volumetriche del prosencefalo basale colinergico tramite tecniche di risonanza magnetica (RM) in una popolazione di pazienti affetti da MP in fase iniziale. L'obiettivo è stato quello di caratterizzare l'atrofia del BFCS all’esordio della patologia e di esplorarne l'impatto clinico. Nello specifico, si sono confrontati i volumi del BFCS tra pazienti MP e controlli sani, valutando successivamente il legame tra l'atrofia di tali nuclei e, rispettivamente, la performance cognitiva e la compromissione motoria.
Sono stati inclusi nello studio 102 soggetti: 50 pazienti con malattia di Parkinson (MP) in fase iniziale selezionati tra il 2014 e il 2025 e 52 controlli sani (HC). I pazienti sono stati inclusi in base a una diagnosi clinica di MP e alla disponibilità di un esame RM strutturale 3T ad alta risoluzione eseguito entro 12 mesi dalla diagnosi. Il profilo cognitivo e la compromissione motoria sono stati valutati rispettivamente tramite Mini-Mental State Examination (MMSE) e MDS-UPDRS parte III. L'analisi statistica (SPSS 30.0) ha previsto il test t di Student per il confronto volumetrico tra gruppi, il coefficiente di Pearson per le correlazioni bivariate e modelli di regressione lineare multipla stepwise per identificare i predittori del punteggio MMSE.
Il confronto tra pazienti e controlli ha documentato una riduzione volumetrica statisticamente significativa in tutte le regioni di interesse del BFCS nel gruppo MP (p < 0,001). L'analisi di correlazione bivariata ha rivelato associazioni positive significative tra le performance cognitive (MMSE) e i volumi delle regioni Ch1/Ch2 destra, Ch3 e Ch4 (in particolare nella sua sottoregione anterolaterale). Al contrario, non è emersa alcuna correlazione significativa tra i volumi cerebrali e la compromissione motoria. Infine, il modello di regressione lineare multipla ha identificato il volume del BFCS dell'emisfero destro come l'unica variabile associata in modo indipendente al punteggio MMSE.
In conclusione, i risultati evidenziano come la riduzione volumetrica del prosencefalo basale colinergico sia un fenomeno riscontrabile già nelle fasi iniziali della malattia di Parkinson. Inoltre, in un sottogruppo di pazienti con dati cognitivi disponibili, tale atrofia ha mostrato una correlazione significativa con le performance cognitive misurate mediante MMSE. Tuttavia, data la natura trasversale del presente studio, il valore prognostico di tali alterazioni volumetriche e la loro capacità di predire il declino cognitivo nel tempo necessitano di validazioni su scala longitudinale.