Close-up Engeneering

Alzheimer: nuova terapia con stimolazione cerebrale

L'interferenza temporale è una stimolazione cerebrale profonda che potrebbe essere utilizzata per trattare pazienti con disturbi neurologici come il morbo di Alzheimer.

Close-up Engineering

PUBBLICATO IL: 22 Ottobre 2023

Innovazione / Medicina

Un team di ricercatori ha completato recentemente uno studio utilizzando una nuova tecnologia ad alta frequenza per stimolare i neuroni presenti nell’ippocampo, l’area responsabile della formazione, dell’organizzazione e del recupero dei ricordi. Questo trattamento non invasivo e indolore è ora in fase di sperimentazione in individui più anziani con deterioramento cognitivo. Lo scopo è quello di migliorare la perdita di memoria e il decadimento della funzione cerebrale causati dal morbo di Alzheimer e da altre forme di demenza.

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Tessuto nervoso di pazienti sani e affetti da Alzheimer. In questi ultimi si osservano accumuli extracellulari di sostanza amiloide, che formano le placche e i grovigli neurofibrillari – Credits: PubMed

Il nuovo studio sulla demenza

La ricerca utilizza la stimolazione cerebrale da interferenza temporale (TI). La tecnologia prevede l’applicazione di elettrodi al cuoio capelluto. Gli elettrodi forniscono due innocui campi elettrici ad alta frequenza nel cervello di 2.000 Hz e 2.005 Hz; quando questi si incrociano creano una terza corrente, un’onda a bassa frequenza di 5 Hz. Questa corrente è la chiave: è la stessa frequenza con cui le cellule cerebrali si separano. Si è stimolata questa corrente 5Hz nell’ippocampo e si è rilevato che non influisce sul tessuto cerebrale sano in altre regioni. Per tale ragione, gli scienziati credono che, mediante l’uso di questa nuova tecnologia, i neuroni malati possano tornare in azione e ridar vita ai mitocondri che alimentano le cellule. Ciò perché questi ultimi vengono danneggiati particolarmente nel morbo di Alzheimer.

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Risultati dell’esperimento fMRI basato sull’attività di rete – Credits: Nature Neuroscience

Idea alla base dello studio sul morbo di Alzheimer

Nel caso in cui, ai giorni nostri, i medici abbiano la necessità di stimolare elettricamente le strutture del cervello nel profondo, vi è l’obbligo di impiantare chirurgicamente elettrodi. Tutto questo con un elevato rischio di incontrare delle complicazioni. Con la nuova tecnica si è dimostrato per la prima volta che è possibile stimolare a distanza regioni specifiche nel cervello umano senza la necessità di un intervento chirurgico. Questa scoperta apre una visione completamente nuova sui trattamenti per le malattie cerebrali come l’Alzheimer che colpiscono le strutture cerebrali profonde.

Sperimentazione del nuovo trattamento

Si sono eseguite delle misurazioni su cervello post-mortem per garantire che i campi elettrici fornissero l’interferenza precisa nell’ippocampo. La stimolazione cerebrale da interferenza temporale si è eseguita su 20 volontari sani. Durante il trattamento, ai partecipanti è stato affidato il compito di memorizzare coppie di volti e nomi. La risonanza magnetica funzionale (fMRI) ha poi mostrato che la stimolazione cerebrale da interferenza temporale ha influenzato selettivamente l’attività specifica dell’ippocampo direttamente correlata alla memoria. In seguito, i ricercatori hanno esteso la sessione di stimolazione cerebrale da interferenza temporale ad una durata di 30 minuti; si è osservato che i ricordi formati durante la stimolazione sono perdurati anche dopo il secondo test.

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Fondamenti della stimolazione e della convalida dell’ippocampo TI utilizzando la modellazione computazionale e le misurazioni dei cadaveri – Credits: Nature Neuroscience

Situazione attuale dello studio per i pazienti affetti da Alzheimer

Il team di ricerca, attualmente, sta cercando altri 12 pazienti con Alzheimer in fase iniziale. Nello specifico, si ricercano individui tra i 50 e i 100 anni con una diagnosi di lieve deterioramento cognitivo o probabile morbo di Alzheimer. Si escludono pazienti affetti da patologie neurologiche o psichiatriche che interferirebbero nel completamento delle valutazioni o comprometterebbero la sicurezza del partecipante per la stimolazione cerebrale.

Il processo di studio della nuova fase di test in corso

La prova ha una durata di 3 settimane a Londra e coinvolge:

  • Fase di pre-screening: un colloquio telefonico per verificare l’ammissibilità e richiedere l’accesso alle cartelle cliniche al medico di famiglia.
  • Visita di screening: esame del sangue, questionari di sicurezza, colloquio clinico e esame, test di Allen, ECG, test di gravidanza (se applicabile) e una sessione di prova con la stimolazione cerebrale da interferenza temporale per garantire che il volontario sia a suo agio con la stimolazione.
  • Dieci sessioni fino a 60 minuti di stimolazione cerebrale non invasiva separate da 24 ore.
  • Imaging cerebrale e sessioni di valutazione cognitiva prima e dopo il periodo di stimolazione, compresa la tomografia a emissione di positroni (PET), la risonanza magnetica (MRI) e le valutazioni neurocognitive.

Lo scopo per i ricercatori è quello di ripristinare la normale attività cerebrale nelle aree colpite, il che potrebbe migliorare i sintomi della compromissione della memoria. Un secondo gruppo di ricercatori in Svizzera ha convalidato in modo indipendente la tecnologia.

Paziente affetta da demenza.

Conclusioni e prospettive future

La capacità di indirizzare selettivamente le aree profonde del cervello utilizzando un approccio non invasivo è molto eccitante in quanto fornisce uno strumento per indagare su come funziona il cervello umano e apre possibilità di applicazioni cliniche. La combinazione di imaging non invasivo e stimolazione cerebrale aiuterà i medici a svelare i processi che supportano le funzioni cognitive, come la memoria e l’apprendimento. La conoscenza di questi processi e di come possono essere alterati è essenziale per sviluppare strategie meglio individualizzate per trattare o ritardare l’insorgenza delle malattie.

AUTORE

Maddalena Ranzato

Sono una studentessa magistrale di Ingegneria Clinica presso l'Università degli Studi di Trieste. Nel 2021 mi sono laureata in ingegneria biomedica presso l'Università degli Studi di Padova. La mia passione per la scrittura nasce già alle superiori con lo studio delle materie umanistiche al liceo classico. Sono appassionata da tutto ciò che è legato al mondo della medicina e dell'ingegneria, soprattutto la rigenerazione dei tessuti e la creazione di organi artificiali. Attualmente lavoro nell'ambito dell'ingegneria clinica ospedaliera.

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