Obiettivo
Le disfunzioni del sistema nervoso autonomo e le alterazioni cognitive spesso coesistono nelle malattie neurodegenerative, tipicamente durante l’invecchiamento cerebrale patologico. Questo studio ha utilizzato la piattaforma di telemonitoraggio domiciliare SmartMe&You (https://smartme.cloud.garr.it/) per verificare se l’andamento giornaliero della frequenza cardiaca (HR), come indicatore della disfunzione del sistema nervoso autonomo, fosse associato alle prestazioni cognitive misurate tramite videogiochi seri non supervisionati in pazienti con lieve compromissione cognitiva (MCI) dovuta alla malattia di Parkinson (PDCD). Le disfunzioni del sistema nervoso autonomo, che regola la frequenza cardiaca, sono un noto fattore di rischio per il declino cognitivo durante l’invecchiamento. Il telemonitoraggio domiciliare della HR può quindi rappresentare un indicatore di questo fattore di rischio e fornire informazioni clinicamente rilevanti per la gestione dei pazienti. Lo studio ha utilizzato la piattaforma SmartMe&You per indagare comparativamente le dinamiche della HR nelle 24 ore in adulti anziani senza compromissione cognitiva (Healthy) e in pazienti con lieve compromissione cognitiva e demenza lieve-moderata dovuta alla malattia di Parkinson (PDCD). Le misure delle dinamiche della HR sono state correlate alle prestazioni globali dei partecipanti nei videogiochi seri della piattaforma SmartMe&You, che valutano le funzioni cognitive durante il periodo di telemonitoraggio domiciliare.

Materiali e metodi
Nell’ambito del progetto TELEMAIA (Regione Lazio Innova), sono stati arruolati complessivamente 51 partecipanti. Il gruppo comprendeva 14 controlli sani (Healthy; età = 70,6 ± 5,4 anni, istruzione = 15,1 ± 5,0 anni, punteggio MMSE = 29,2 ± 1,0) e 37 pazienti con declino cognitivo correlato alla malattia di Parkinson (PDCD; età = 74,5 ± 7,0 anni, istruzione = 10,8 ± 4,4 anni, MMSE = 26,4 ± 3,2). I partecipanti hanno ricevuto una diagnosi clinica secondo le linee guida internazionali per l’inclusione e l’esclusione nei trial clinici su pazienti con PDCD. Sono stati raccolti biomarcatori ematici, attività elettroencefalografica a riposo (rsEEG, circa 5 minuti a occhi chiusi), risonanza magnetica strutturale e funzionale e dati clinici e neuropsicologici in contesti ospedalieri. Tutti i partecipanti hanno partecipato al telemonitoraggio domiciliare per una settimana tramite la piattaforma SmartMe&You. I videogiochi seri SmartMe&You includevano sette compiti cognitivi non supervisionati implementati su un tablet commerciale (vedi breve video dimostrativo: https://www.youtube.com/watch?v=wfBm7WxX_RY). I videogiochi includevano due varianti di un compito visivo di tempo di reazione semplice, tre varianti del compito di attenzione anticipatoria visuo-spaziale di Posner, un compito di inibizione del ritorno e un compito Go-NoGo visivo. Tutti i compiti erano basati sulla stessa griglia visiva sullo schermo del tablet, dove venivano presentati segnali di stimolo e “go”, e i partecipanti dovevano fornire una risposta motoria manuale il più accurata e veloce possibile. La HR è stata monitorata in modo continuo tramite smartwatch Samsung Galaxy (serie 4–6). Gli indici di HR considerati erano: Notte: 00:00–04:00 (HR minima); Mattina: 09:00–13:00 (HR massima); Pomeriggio: 15:00–19:00 (HR massima). Le medie orarie di HR sono state calcolate dopo aver rimosso i valori estremi giornalieri. Le medie giornaliere sono state calcolate sui sette giorni di monitoraggio. Lo stato cognitivo globale è stato valutato tramite MMSE. Le analisi statistiche includevano ANOVA per confronti tra gruppi (Healthy vs. PDCD considerati come unico gruppo patologico con deficit cognitivo, CD) e correlazioni di Pearson tra variazioni della HR e punteggi MMSE. Le visualizzazioni includevano marker specifici per i gruppi e linee di regressione per illustrare le associazioni tra fluttuazioni della HR e prestazioni cognitive.

Risultati
I partecipanti Healthy e PDCD mostravano una HR media più bassa durante la notte (00:00–04:00) rispetto ai periodi mattutini e pomeridiani. Le variazioni della HR dal pomeriggio alla notte erano positivamente associate alle prestazioni globali nei videogiochi seri SmartMe&You (r parziale di Pearson = 0,404, p < 0,0001, controllando per età e istruzione; R² = 0,276), così come le differenze mattina-notte (r parziale = 0,360, p < 0,01; R² = 0,247). Tra tutti i partecipanti, maggiori differenze HR mattina-notte erano associate a migliori prestazioni cognitive nei videogiochi seri, e questa relazione rimaneva significativa dopo il controllo per variabili demografiche, inclusi età e istruzione. Inoltre, sono state osservate correlazioni significative tra queste misure autonome e l’attività elettroencefalografica a riposo (rsEEG). Le differenze di HR tra mattina (09:00–13:00) e notte (00:00–04:00) risultavano negativamente correlate con l’attività globale delle sorgenti delta rsEEG (r = –0,29, p < 0,05) e positivamente correlate con l’attività globale delle sorgenti theta rsEEG (r = 0,32, p < 0,05). Analogamente, le differenze di HR tra pomeriggio (15:00–19:00) e notte (00:00–04:00) mostravano correlazioni positive sia con l’attività globale delta (r = 0,20, p < 0,05) sia con l’attività globale theta (r = 0,29, p < 0,05). Queste relazioni rimanevano significative anche dopo aver controllato per età, sesso e livello di istruzione, indicando che maggiori variazioni della HR tra giorno e notte erano associate a pattern EEG caratterizzati da minore attività delta e maggiore attività theta, tipicamente indicativi di una migliore integrità funzionale corticale ed efficienza cognitiva. Complessivamente, questi risultati supportano un’interazione funzionale tra regolazione autonoma cardiaca e attività corticale, osservata sia nei partecipanti sani sia in quelli con declino cognitivo correlato alla malattia di Parkinson (PDCD).

Conclusioni

La ridotta variabilità della frequenza cardiaca (HR) nell’arco delle 24 ore, indicativa di una diminuita regolazione autonoma dalla notte al mattino, è risultata correlata a una peggiore performance cognitiva nei giochi seri non supervisionati della piattaforma di telemonitoraggio domiciliare SmartMe&You, sia nei partecipanti sani sia nei pazienti con declino cognitivo correlato alla malattia di Parkinson (PDCD). Questo risultato suggerisce che la disfunzione del sistema nervoso autonomo nella regolazione della HR può rappresentare un significativo fattore di rischio per la demenza nelle fasi precoci di PDCD e dovrebbe essere monitorata regolarmente. La piattaforma SmartMe&You consente una valutazione remota ecologicamente valida delle funzioni autonome e cognitive, supportando il monitoraggio individualizzato e interventi mirati alla prevenzione della demenza in popolazioni anziane a rischio con cognizione intatta, così come in pazienti con PDCD. Inoltre, le associazioni osservate nell’analisi rsEEG supportano ulteriormente il legame tra meccanismi autonomici e corticali. In particolare, maggiori differenze HR tra giorno e notte erano associate a minore attività globale delta e maggiore attività globale theta delle sorgenti rsEEG, suggerendo che una migliore regolazione autonoma della frequenza cardiaca è parallela a un’organizzazione funzionale corticale più efficiente. Questi risultati convergenti evidenziano un potenziale ponte neurofisiologico tra la dinamica autonoma cardiaca e l’attività oscillatoria cerebrale, rafforzando il valore del telemonitoraggio domiciliare multimodale nel rilevare precocemente marcatori di processi neurodegenerativi.