Nuova tecnica per stimolazione cerebrale con ultrasuoni focalizzati che manipolano neuroni

La stimolazione cerebrale profonda si è rivelata, come diversi studi hanno dimostrato in precedenza, abbastanza efficiente o perlomeno utile per quanto riguarda il trattamento del morbo di Parkinson e dell’epilessia ma questa tecnica richiede l’impianto di piccoli dispositivi chirurgici nella testa.
Ora un team di ricercatori della Washington University di St. Louis ha creato una nuova tecnica per stimolare il cervello tramite ultrasuoni focalizzati. Questi ultimi possono attivare, o anche disattivare, solo determinati tipi di neuroni all’interno del cervello e quindi con questa stessa tecnica è possibile controllare, con un certo grado di precisione e senza l’innesto di dispositivi chirurgici, l’attività motoria.[1]

A guidare il team di studio è Hong Chen, un assistente professore di ingegneria biomedica della McKelvey School of Engineering. Nel relativo studio si parla di un’attivazione non invasiva e specifica di determinati neuroni del cervello di mammiferi tramite un effetto di riscaldamento procurato dagli ultrasuoni su base genetica per una tecnica che gli stessi ricercatori hanno denominato “sonotermogenetica”.[1]
Secondo Chen gli esperimenti sui topi hanno già dimostrato che la sonotermogenetica può indurre specifici comportamenti negli animali. Secondo lo scienziato la sonotermogenetica ha degli ottimi potenziali per quanto riguarda l’intero settore della ricerca neurobiologica e in generale per capire se è possibile ideare nuovi trattamenti per quanto riguarda i disturbi del cervello negli esseri umani.[1]

Quello che hanno fatto i ricercatori sui topi è stato indurre piccole “esplosioni” di calore tramite l’induzione di ultrasuoni focalizzati a bassa intensità verso specifici neuroni del cervello con un dispositivo indossabile (ma non innestato chirurgicamente). Si tratta di un livello di calore abbastanza “tiepido” dato che è solo di pochi gradi maggiore rispetto alla temperatura corporea. Con questo metodo potevano attivare il canale ionico TRPV1 e quindi accendere o spegnere determinati gruppi di neuroni.[1]
“Possiamo spostare il dispositivo a ultrasuoni indossato sulla testa dei topi che si muovono liberamente per raggiungere diverse posizioni nell’intero cervello”, spiega Yaoheng Yang, uno studente laureato in ingegneria biomedica e primo autore della ricerca. “Poiché non è invasiva, questa tecnica ha il potenziale per essere estesa a grandi animali e potenzialmente agli umani in futuro”.[1]

Note e approfondimenti

  1. New tool activates deep brain neurons by combining ultrasound, genetics | McKelvey School of Engineering at Washington University in St. Louis (IA)
  2. Sonothermogenetics for noninvasive and cell-type specific deep brain neuromodulation – Brain Stimulation: Basic, Translational, and Clinical Research in Neuromodulation (IA) (DOI: 10.1016/j.brs.2021.04.021)

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