Sequele neurocognitive e neuropsichiatriche a lungo termine di COVID-19: tecnologie avanzate di apprendimento automatico e qualificazione per migliorare il benessere e la qualità della vita.

The COVID-19 pandemic has unveiled the complex and long-lasting neuropsychiatric sequelae collectively known as Long COVID, posing unprecedented challenges to public health. This study explores the neurobiological underpinnings of neuro-post-acute sequelae of COVID-19 (neuro-PASC) using cutting-edge data fusion techniques integrated with machine learning. By synthesizing multimodal neuroimaging data (DTI, VBM, and resting-state fMRI) with immune-inflammatory markers, we identified sex-specific brain and immune signatures associated with cognitive dysfunction and psychiatric symptoms in Long COVID survivors. Key findings highlight distinct neurobiological patterns: white matter disruptions, cortical changes, and alterations in resting-state activity were found to correlate with depressive symptoms and cognitive deficits. These structural and functional changes, combined with persistent immune-inflammatory dysregulation—including cytokine imbalances and markers of blood-brain barrier dysfunction—revealed sex-dependent pathways of neuropsychiatric vulnerability. Notably, women exhibited pronounced impairments in selective attention and psychomotor coordination, aligning with a unique immunological and neuroimaging profile, while men displayed different patterns of cognitive and emotional dysregulation. A pilot intervention involving a six-week cognitive remediation therapy (CRT) demonstrated promising improvements in cognitive performance, offering hope for targeted therapeutic approaches. This research underscores the importance of integrative, data-driven methodologies in decoding the multifaceted nature of Long COVID neuropsychiatric manifestations and in tailoring interventions to specific demographic and biological profiles. By highlighting gender differences in the pathophysiology of neuro-PASC, this study provides critical insights into personalized strategies aimed at improving the quality of life and well-being of COVID-19 survivors, paving the way for more effective, equity-focused healthcare solutions.

La pandemia COVID-19 ha svelato le complesse e durature sequele neuropsichiatriche note collettivamente come Long COVID, ponendo sfide senza precedenti alla salute pubblica. Questo studio esplora le basi neurobiologiche delle sequele neuro-post-acute della COVID-19 (neuro-PASC) utilizzando tecniche di fusione di dati all'avanguardia integrate con l'apprendimento automatico. Sintetizzando i dati di neuroimaging multimodale (DTI, VBM e fMRI allo stato di riposo) con i marcatori immuno-infiammatori, abbiamo identificato firme cerebrali e immunitarie specifiche per sesso associate a disfunzioni cognitive e sintomi psichiatrici nei sopravvissuti alla COVID lunga. I risultati principali evidenziano modelli neurobiologici distinti: sono state riscontrate interruzioni della materia bianca, cambiamenti corticali e alterazioni dell'attività allo stato di riposo in correlazione con sintomi depressivi e deficit cognitivi. Questi cambiamenti strutturali e funzionali, combinati con una persistente disregolazione immuno-infiammatoria - compresi gli squilibri delle citochine e i marcatori della disfunzione della barriera emato-encefalica - hanno rivelato percorsi di vulnerabilità neuropsichiatrica dipendenti dal sesso. In particolare, le donne hanno mostrato una marcata compromissione dell'attenzione selettiva e della coordinazione psicomotoria, in linea con un profilo immunologico e di neuroimaging unico, mentre gli uomini hanno mostrato profili diversi di disregolazione cognitiva ed emotiva. Un intervento pilota che prevedeva una terapia di recupero cognitivo (CRT) di sei settimane ha dimostrato miglioramenti promettenti nelle prestazioni cognitive, offrendo una speranza per approcci terapeutici mirati. Questa ricerca sottolinea l'importanza di metodologie integrative e guidate dai dati per decodificare la natura multiforme delle manifestazioni neuropsichiatriche della COVID lunga e per adattare gli interventi a specifici profili demografici e biologici. Evidenziando le differenze di genere nella fisiopatologia della neuro-PASC, questo studio fornisce spunti critici per strategie personalizzate volte a migliorare la qualità della vita e il benessere dei sopravvissuti alla COVID-19, aprendo la strada a soluzioni terapeutiche più efficaci e orientate all'equità.