Neurologia

Un gruppo di ricercatori della Yale University ha utilizzato una nuova tecnica di scansione cerebrale per dimostrare che la densità sinaptica, ovvero la quantità di connessioni nel cervello, inizia a calare 10 anni prima nelle persone depresse, a 40 anni d'età anziché a 50.

Questo potrebbe significare una precoce perdita di memoria, annebbiamento cerebrale, rallentamenti nel linguaggio e persino l'insorgenza di malattie legate all'età come l'Alzheimer.

La principale autrice dello studio, Irina Esterlis, (1) che ha presentato i risultati in un meeting dell'American Association for the Advancement of Science, (2) afferma che i risultati dello studio potrebbero avvicinarci a spiegare perché le donne, che hanno il doppio delle probabilità di soffrire di depressione, hanno il triplo del rischio di ammalarsi di Alzheimer rispetto agli uomini.

La scienziata aggiunge che lo studio potrebbe anche aiutarci a sviluppare nuovi farmaci mirati all'ippocampo, la regione del cervello interessata sia dalla depressione che dall'Alzheimer.

Lo studio è di piccole dimensioni, con sole 10 persone, ma i ricercatori affermano ora di avere le basi per organizzare uno studio su larga scala con molte più persone. “Prima non siamo stati mai in grado di misurare le sinapsi nelle persone viventi perché non avevamo uno strumento”, spiega Irina Esterlis. Il potenziale di questo nuovo e promettente metodo di imaging è significativo. I ricercatori pensano che con il tempo si puo' pensare di sottoporre le persone con depressione a screening per rilevare i segni dell'invecchiamento cerebrale che potrebbero trasformarsi in problemi più gravi.

“C'è molto che possiamo fare, abbiamo solo bisogno di più tempo”, avverte Esterlis. Il motivo per cui è stato così difficile vedere se la depressione invecchia il cervello negli umani è perché le scansioni cerebrali non possono vedere così tanto. Le scansioni MRI possono mappare le regioni del cervello, ma non possono osservare in diretta il flusso dei complessi e rapidi cambiamenti che avvengono costantemente.

Dimostrato per la prima volta che gli astrociti, le cellule cerebrali a forma di stella finora considerate passive, possono essere eccitati con uno campo elettrico applicato da un dispositivo organico.

Questa forma di eccitazione è importante per il funzionamento dell’attività neuronale nella memoria e nell’apprendimento. Possibili ricadute per la cura di patologie come Alzheimer, Parkinson, Ictus ed Epilessia. Il lavoro condotto da Cnr Isof e Cnr-Ismn è pubblicato su Advanced Healthcare Materials.

Quando parliamo di cervello molti di noi pensano ai neuroni, eppure negli ultimi decenni è stato dimostrato che la classica visione neurone-centrica delle funzioni e disfunzioni cerebrali è stata ormai sorpassata. Infatti, ciò che rende diverso il nostro cervello da quello di altri mammiferi, non è il numero o la struttura dei neuroni, bensì quella di altre cellule, dette astrociti.

Gli astrociti, così denominati per la loro tipica morfologia stellata, sono stati a lungo considerati mero ‘collante’ che riempiva gli spazi tra neuroni. Sono definiti cellule non eccitabili perché non possono generare e propagare l’impulso bioelettrico nello stesso modo dei neuroni.

Un lavoro pubblicato sulla rivista Advanced Healthcare Materials (1) e coordinato da Valentina Benfenati dell’Istituto per la sintesi organica e la fotoreattività del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isof), in collaborazione con Michele Muccini e Stefano Toffanin dell’Istituto per lo studio dei materiali nanostrutturati del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ismn), dimostra che anche gli astrociti, e non solo i neuroni, rispondono al campo elettrico applicato dal dispositivo organico, e che è possibile stimolare e modulare l’attività degli astrociti applicando un campo elettrico estremamente piccolo.

Un nuovo neurostimolatore sviluppato dagli ingegneri dell'UC Berkeley può percepire e stimolare la corrente elettrica nel cervello allo stesso tempo, offrendo trattamenti mirati ai pazienti con malattie come l'epilessia e il Parkinson.

Il dispositivo, chiamato WAND, funziona come un “pacemaker per il cervello”, controlla l'attività elettrica del cervello fornendo una stimolazione elettrica nel momento in cui rileva qualcosa di anomalo.

Questi dispositivi possono essere estremamente efficaci per prevenire tremori o convulsioni debilitanti in pazienti con una varietà di condizioni neurologiche. Gli impulsi elettrici che precedono un attacco o un tremore possono essere estremamente deboli. Per prevenire questi disturbi neurologici la frequenza e la forza della stimolazione elettrica richieste devono essere particolarmente mirate.

I precedenti dispositivi offrivano un trattamento ottimale solo dopo anni di piccoli aggiustamenti da parte dei medici. 'WAND' (Wireless Artifact-free Neuromodulation Device) è un dispositivo wireless autonomo: nel momento in cui riconosce i segni del tremore o delle convulsioni, ha la capacità di regolare autonomamente i parametri di stimolazione che inibiscono i movimenti indesiderati. Questo dispositivo a circuito chiuso può stimolare e registrare simultaneamente, ma anche regolare i parametri in tempo reale. 'WAND' può registrare l'attività elettrica su 128 canali o da 128 punti nel cervello. Un coefficiente molto elevato se si considera che i tradizionali sistemi a circuito chiuso si basano su otto canali. Per dimostrare il dispositivo, il team ha utilizzato 'WAND' per riconoscere e ritardare i movimenti specifici del braccio nei macachi Rhesus. Il dispositivo è descritto in uno studio apparso in Nature Biomedical Engineering.(1)

La dottoressa Rikky Muller,(2) una assistente professoressa di ingegneria elettronica e scienze informatiche a Berkeley spiega: “Il processo per trovare la giusta terapia di un paziente è estremamente costoso e può richiedere anni. Una significativa riduzione dei costi e della durata può potenzialmente portare a risultati e accessibilità notevolmente migliorati. Vogliamo consentire al dispositivo di capire qual è il modo migliore per stimolare un dato paziente a dare i migliori risultati. E puoi farlo solo ascoltando e registrando i segnali neurali.”