I neuroscienziati della Duke University hanno sviluppato un modello informatico avanzato che migliora significativamente il modo in cui vengono progettate le terapie di stimolazione nervosa. Il loro lavoro, pubblicato su Nature Communications, [1] si concentra su come gli impulsi elettrici possano essere indirizzati in modo più preciso per trattare condizioni come epilessia, depressione e insufficienza cardiaca.
Progresso nelle terapie di stimolazione nervosa
La stimolazione elettrica è uno strumento essenziale per il trattamento di numerose condizioni mediche, dalle malattie cardiache ai disturbi neurologici. Tuttavia, una delle sfide più grandi è la regolazione dei parametri di stimolazione come ampiezza e frequenza per ottenere le risposte nervose desiderate.
Queste risposte dipendono dall’anatomia e dalle caratteristiche del nervo, il che può complicare lo sviluppo del trattamento. Gli ingegneri neurali della Duke University hanno affrontato questo problema creando un modello che simula la risposta di oltre 50.000 fibre nervose in una frazione del tempo che impiegherebbero i modelli esistenti.
Rivoluzione della velocità di simulazione
Il nuovo modello, denominato S-MF, rappresenta un miglioramento significativo rispetto allo standard attuale, MRG. Sebbene il modello MRG sia accurato, è lento e richiede una notevole potenza di calcolo. S-MF, tuttavia, funziona su GPU, il che lo rende migliaia di volte più veloce, in particolare quando si simulano grandi popolazioni di fibre nervose. I ricercatori hanno dimostrato che S-MF potrebbe prevedere le condizioni di stimolazione per il nervo vago, un nervo cruciale che collega il cervello agli organi vitali. Ciò consente una stimolazione nervosa altamente mirata senza innescare effetti collaterali indesiderati, migliorando i risultati per i pazienti.
Applicazioni e potenziale futuro
Uno degli aspetti più entusiasmanti dell’S-MF è la sua potenziale adattabilità. I ricercatori ritengono che potrebbe essere utilizzato per modellare altre terapie di neuromodulazione, tra cui la stimolazione magnetica transcranica del cervello. Ciò potrebbe aprire la strada a trattamenti più personalizzati ed efficaci per una serie di condizioni neurologiche.
