Innovazione

    TrueBeam

    TrueBeam: acceleratore per la terapia oncologica

    L’acceleratore lineare TrueBeam – TB –  prodotto dalla californiana Varian Medical System è uno tra i sistemi più avanzati presenti oggi sul mercato mondiale per la radioterapia oncologica con fotoni. TrueBeam è estremamente versatile e le sue caratteristiche tecniche la rendono particolarmente indicata per eseguire trattamenti a elevata complessità in cui è necessario colpire attraverso la terapia sedi anatomiche difficilmente raggiungibili e poste in prossimità di tessuti sani che devono essere tutelati.

    TrueBeam Installation
    Imaging ad altissima risoluzione e in tempo reale nel corso della seduta radioterapica; elevatissima precisione di irradiazione, che tiene conto del movimento interno degli organi dovuto al respiro | Close-up Engineering

    TrueBeam tramite una piattaforma completamente digitale e robotizzata permette di “medicare” il tumore sfruttando le più aggiornate ed avanzate tecniche di processo radioterapico: la Radioterapia a Intensità Modulata – di tipo statico IMRT e volumetrico VMAT – l’Image Guided Radiotherapy – IGRT – in 3 e 4 dimensioni, la Radioterapia Adattiva – ART – la Radioterapia Stereotassica e Radiochirurgia.
    TrueBeam utilizza fasci di fotoni erogati in tempi brevissimi. La piattaforma dell’acceleratore è dotata di un sistema di collimazione ad alta definizione che consente la massima conformazione e accuratezza nell’irradiazione del tumore. TrueBeam possiede funzioni specifiche per la IGRT che rendono possibile la visualizzazione dell’anatomia del paziente prima, durante e dopo la somministrazione della frazione di dose, ottenendo in tempo reale la precisa localizzazione del volume tumorale a bersaglio.

    Il sistema TB  è dotato di un lettino di trattamento robotizzato con sei gradi di libertà controllato in remoto da una consolle di comando per la correzione del posizionamento del paziente. I sistemi di acquisizione e visualizzazione delle immagini, permettono di erogare la terapia sia su bersagli statici che su bersagli mobili, sincronizzando l’irradiazione con l’atto respiratorio del paziente: questo è un requisito necessario per trattare le neoplasie soggette al movimento quali sono quelle che interessano i distretti polmonari e addominali e contenere la tossicità correlata alla terapia.TrueBeam

    Questo cosa significa? Da ciò segue che potranno essere curati anche tumori localmente avanzati e non operabili come ad esempio quello del fegato, del polmone, del pancreas e del sistema nervoso centrale. La precisione extra-millimetrica, l’imaging ad alta risoluzione e in tempo reale, le informazioni sul movimento d’organo con il respiro nonché tempi di erogazione velocissimi, consentiranno di ampliare i campi di applicazione attuale della radioterapia estendendone i benefici a un maggior numero di pazienti.
    L’impiego di algoritmi avanzati rende possibile calcolare correttamente le dosi di terapia anche in presenza di forti disomogeneità tissutali o geometrie complesse.

    TrueBeam può essere usato per il trattamento di tutte le patologie oncologiche anche in concomitanza con la chemioterapia, ad esempio nei tumori di testa e collo e in quelli primitivi cerebrali. L’acceleratore permette di fare non solo radioterapia e radiochirurgia, ma anche radioablazione.

    L’ultima acquisizione di TB in Italia è avvenuta a Napoli – (N.d.R.) mia amata – da parte del Policlinico Universitario Federico II. Come ricorda Arturo Brunetti, vice direttore del Dipartimento di Diagnostica Morfologica e Funzionale, Radioterapia, Medicina Legale del Policlinico Federico II.

    Arturo Brunetti
    Arturo Brunetti, vice direttore del Dipartimento di Diagnostica Morfologica e Funzionale, Radioterapia, Medicina Legale del Policlinico Federico II.

     

    “L’acquisizione di questo grande impianto per la radioterapia è un poderoso passo avanti per la sanità campana che ha per troppo tempo assistito a fenomeni di migrazione sanitaria di pazienti oncologici proprio a causa dello scarso numero di centri pubblici di radioterapia”

    Chirurghi in sala operatoria

    Ferite sempre più semplici da curare: le nuove tecnologie

    A volte, la pelle si lacera, producendo ferite più o meno gravi in base alla loro profondità.

    Innanzitutto, cos’è la pelle?

    La pelle è quella barriera protettiva che avvolge il nostro intero corpo, possiede caratteristiche vitali ed è composta da tre strati: l’epidermide (la parte più esterna e non possiede i vaso sanguigni), il derma (lo strato più spesso, composto da collagene ed elastica) e l’ipoderma (lo strato giù interno e contiene i vasi sanguigni).

    Struttura della pelle
    Struttura della pelle
    fitnesslifestyleclub.myblog.it

    La pelle svolge moltissimi compiti importanti, tra i quali:
    protezione: contro gli agenti chimici e ambientali, contro le patogenesi batteriche e virali, e contro le radiazioni ultraviolette;
    sensazione: la pelle ha dei recettori nervosi per paura, tocco, temperatura e pressione;
    comunicazione: la pelle costituisce inoltre l’organo per la comunicazione e l’identificazione, come ad esempio le espressioni facciali, la pelle con i muscoli sottostanti è in grado di espressioni come il sorridere o il piangere;
    termoregolazione: la pelle funge da barriera con l’ambiente esterno, per preservare la temperatura interna; i due principali meccanismi di termoregolazione sono la circolazione sanguigna e la sudorazione.

    Ad oggi esistono nuove tecnologie per far fronte a gravi emorragie, anche in condizioni come campi di battaglia, in modo decisamente pratico e soprattutto salvavita.

    Vediamone alcun insieme in una sorta di review.

    TOP CLOSURE 3D SYSTEM

    Il Top Closue 3D system è una nuova tecnologia che sfrutta la tensione della pelle e può sostituire momentaneamente un intervento chirurgico.

    Applicazione delle Top Closure
    Applicazione delle Top Closure
    www.youtube.com

    La sua applicazione è assolutamente non invasiva, aderendo alla pelle circostante la ferita,  in modo da distribuire più uniformemente possibile lo stress, impedendo che si concentri sui bordi.

    Prima e dopo l'applicazione delle Top Closure sulla ferita
    Prima e dopo l’applicazione delle Top Closure sulla ferita
    www.topclosure.com

    La tensione può così essere ridotta o quasi completamente eliminata, migliorando la qualità e l’elasticità della cicatrice.
    Viene dunque utilizzato sfruttando le proprietà biomeccaniche naturali della pelle, come la viscoelasticità.
    Questa tecnologia sta cambiando, con impatto globale, lo standard di cura delle ferite, in quanto semplice e alla portata di tutti: possono infatti essere utilizzati in ambito clinico come in ambito militare e anche veterinario.

     

    Si possono trovare di diverse forme e dimensioni, ognuna specifica per diverse lacerazioni.

     

    VETIGEL

    Il Vetigel, prodotto dalla Cresilon (prima Suneris), è un gel emostatico formato da polimeri di origine vegetale, applicato prevalentemente in veterinaria, che viene utilizzato per arrestare una copiosa emorragia in pochi secondi.

    Siringa con il Vetigel
    Siringa con il Vetigel
    medicalxpress.com

    Viene iniettato direttamente all’interno della fonte dell’emorragia per mezzo di una siringa, aderendo prontamente alle pareti della ferita e bloccando così l’afflusso di sangue creando una sorta di barriera.

     

    Questo permette all’organismo di creare un coagulo naturale e non richiede alcuna pressione manuale dall’esterno. Non necessita di rimozione in quanto materiale assorbibile.

     

    Histoacryl

    L’Histoacryl è un tessuto adesivo di colore viola, composto da n-butil-2-cianoacrilato, che, applicato sulla pelle, permette di indurirsi quasi completamente a contatto con i liquidi fisiologici.

    Histoacryl per lacerazioni
    Histoacryl per lacerazioni
    www.aesculapusa.com

    Viene usato molto frequentemente in medicina d’urgenza, pronto soccorso, oculistica ed odontoiatria.
    I suoi utilizzi permettono la chiusura di incisioni chirurgiche e di lacerazioni varie.
    Viene applicato direttamente sulla ferita, creando una pellicola che permette di compattare i bordi della lacerazione e fermare così l’eventuale fuoriuscita ematica.

    I dati pubblicati sull’utilizzo di questa sorta di “colla” la rendono una buona alternativa alla consueta sutura (per incisioni non troppo profonde) ed è risultata essere più efficace e sicuramente meno doloroso per il paziente. E’ inoltre anche meno costosa, con il rischio di causare infezioni decisamente minore.

    Queste colle sono consigliate per la chiusura della pelle in quasi tutti gli interventi pediatrici, incisioni toracoscopiche e laparoscopiche, nonché in traumi minori.
    Anche l’aspetto estetico non è da sottovalutare: infatti non persistono più i cosiddetti “punti di sutura” e la cicatrice appare sicuramente più lineare e pulita.

    XSTAT SYRINGE

    Questo dispositivo viene fornito prevalentemente ad uso militare, dove le ferite da arma da fuoco posso essere veramente molto profonde e laceranti; pertanto, si necessita di un intervento facile, veloce e soprattutto prestante, in grado di fermare celermente l’emorragia.
    La RevMedx, una startup formata da veterani di guerra e scienziati, ha creato la cosi detta siringa salvavita in policarbonato, la XSTAT, che inietta direttamente all’interno della ferita dei tamponi che si espandono a contatto con il sangue, bloccando così l’emorragia in circa 15 secondi.

    tamponi della siringa Xstat iniettati nella ferita
    tamponi della siringa Xstat iniettati nella ferita
    www.blitzquotidiano.it

    I tamponi sono chiaramente asettici e biocompatibili, composte da pasta di legno e rivestite di chitosano; ogni spugna è larga 9,8 mm, alta quattro o cinque mm, con una capacità di assorbimento di 3 millilitri di sangue o fluidi corporei. Ogni siringa contiene 92 tamponi, assorbendo così circa 300 ml di fluido per 4 ore prima del trasposto in ospedale.

     

    La RevMedx insieme alla Health and Science University dell’Oregon hanno addirittura vinto una borsa di studio sponsorizzata dalla Fondazione di Bill Gates, per sviluppare una versione della siringa che possa essere utilizzata anche in ostetricia, per bloccare le emorragie post-parto.

    Liftware Spoon, cucchiaio per la malattia di parkinson | Close-up Engineering

    Google Liftware Spoon : cucchiaio “smart” per il parkinson

    Il cucchiaio Liftware – diciamolo subito – è stato sviluppato con l’intento di migliorare la vita per coloro che presentano patologie i cui sintomi si manifestano attraverso tremori ed in particolare per coloro che sono affetti da mordo di Parkinson.

    Malattia di Parkinson: tremore ed altri sintomi

    Liftware Spoon, cucchiaio per la malattia di parkinson | Close-up Engineering
    Liftware Spoon, cucchiaio per la malattia di parkinson | Close-up Engineering

    La malattia di Parkinson è una patologia neurodegenerativa, ad evoluzione lenta ma progressiva, che coinvolge principalmente il controllo dei movimenti e dell’equilibrio. La malattia fa parte di un gruppo di patologie definite “Disordini del Movimento” e tra queste è la più frequente. I principali sintomi motori della malattia di Parkinson sono il tremore a riposo, la rigidità, la bradicinesia – lentezza dei movimenti automatici – e in una fase più avanzata, l’instabilità posturale che si manifesta con la perdita di equilibrio: questi sintomi si presentano in modo asimmetrico – un lato del corpo è più interessato dell’altro – e variano da paziente a paziente. La maggior parte di coloro che convivono con questa malattia – ma non tutti – presenta un tremore che si nota a riposo o quando si cammina. Il tremore spesso interessa una mano, ma può interessare anche i piedi o la mandibola e si manifesta come un’oscillazione con cinque-sei movimenti al secondo.

    Le persone colpite da tremore, trovano spesso difficile o impossibile compiere semplici gesti come mangiare, scrivere o vestirsi da soli: sebbene vi siano a disposizione delle terapie, sia farmacologiche che chirurgiche, esse raramente riescono a risolvere completamente il problema. Per questo motivo, negli ultimi anni sono stati sviluppati diversi strumenti volti ad aiutare chi è colpito da questa patologia a recuperare, per quanto possibile, la propria autonomia. Il colosso Google, tra i tanti progetti, ha in cantiere anche quella di un cucchiaio “smart” pensato per chi soffre dei tremori causati dal morbo di Parkinson: Liftware Spoon.

    IL CUCCHIAIO PER IL PARKINSON

    Liftware Spoon, cucchiaio per la malattia di parkinson | Close-up Engineering
    Liftware Spoon, cucchiaio per la malattia di parkinson | Close-up Engineering

    Lift Lab – un’azienda acquisita da Google nel 2014 – ha prodotto Liftware: si tratta essenzialmente di un cucchiaio elettronico – che può essere utilizzato anche come forchetta semplicemente cambiando l’apposito accessorio – con uno stabilizzatore interno che riduce le vibrazioni date dal tremore fino ad una stima del 76%. La sua efficacia è stata dimostrata attraverso uno studio clinico dal titolo “A noninvasive handheld assistive device to accommodate essential tremor: A pilot study”, condotto dai ricercatori del Lift Labs Design di San Francisco in California e dal Dipartimento di Neurologia e Neurochirurgia dell’Università di Michigan USA e pubblicato sulla rivista Movement Disorders di Maggio 2014 che ha coinvolto 15 pazienti – 9 uomini e 6 donne – affetti da tremore.

     

    Liftware Spoon, cucchiaio per la malattia di parkinson | Close-up Engineering
    Liftware Spoon, cucchiaio per la malattia di parkinson | Close-up Engineering

    Grazie a Liftware i partecipanti hanno riportato una riduzione delle vibrazioni dovute ai tremori compresa tra il 71% e il 76%, riuscendo dunque a mangiare in modo del tutto autonomo. Il prodotto sviluppato da Google è dotato di un meccanismo elettronico in grado di registrare i movimenti della mano e di distinguere i movimenti intenzionali da quelli causati dalla malattia.

    COME FUNZIONA?

    Liftware Spoon, cucchiaio per la malattia di parkinson | Close-up Engineering
    Liftware Spoon, cucchiaio per la malattia di parkinson | Close-up Engineering

    Il motore interno del cucchiaio Liftware genera un movimento in direzione opposta a quella del tremore, stabilizzandolo e migliorando dunque la qualità della vita per coloro affetti da mordo di Parkinson. Nello specifico il cucchiaio nasconde un sistema di sensori direttamente connessi al dispositivo che rilevano il tremore captando i movimenti convulsi della mano, mentre il microchip a cui vengono trasmessi li analizza ed il motore interno, infine, li annulla. Sebbene abbia la potenzialità di aiutare un elevatissimo numero di persone – ad onor di chiarezza – è bene sottolineare che Liftware non è adatto a tutti i tipi di tremore: in particolare, i risultati più soddisfacenti si sono avuti nei casi di tremore medio e moderato. Liftware è alimentato con una batteria ricaricabile – che ne permette l’utilizzo in ogni luogo – ed è sufficiente riporlo a faccia in giù per metterlo in stand by.

     

    SUL MERCATO: il cucchiaio Liftware è attualmente in commercio negli Stati Uniti, dove è possibile comperare il kit iniziale ed gli eventuali accessori il prezzo è di circa 200 dollari, purtroppo però non è coperto dalle assicurazioni sanitarie e per questo motivo è stata avviata una campagna di donazione a favore di coloro che potrebbero trarre beneficio da Liftware ma non possono permetterselo. La medesima situazione la ritroviamo In Italia dove attualmente l’acquisto di Liftware Spoon non prevede rimborsi. La possibilità di acquisto avviene anche attraverso amazon.com  o direttamente sul sito del produttore liftware.com.

     

     

    Close-Up Enginnering

    Protesi della mano sensibili con l’uso di “Pelle Artificiale”

    Nei laboratori Zhenan Bao a Stanford, i ricercatori stanno strutturando nuovi materiali.
    Lo scopo è quello di creare protesi della mano sensibili con l’uso di “Pelle Artificiale”.
    La mano umana ha 17.000 unità tattili – composte di cinque grossi tipi di recettori: recettori liberi, corpuscoli di Meissner, dischi di Merkel, corpuscoli di Pacini e terminazioni di Ruffini – che ci consentono di trattenere gli oggetti e ci collegano, in un certo qual modo, al mondo fisico attraverso la pelle che, difatti, costituisce la nostra interfaccia verso il mondo esterno. Risulta semplice arrivare alla deduzione che una mano protesica o almeno quelle presenti attualmente sul mercato non possiede tale numero di sensori. Proprio partendo da questo dato effettivo alla Zhenan Bao si spera di mutare la situazione.

    Dunque: Come dare alle protesi della mano sensibilità reale?

    La risposta viene fornita dalla professoressa Bao, vincitrice di un MIT Technology Review Innovator Under 35 nel 2003 e docente di ingegneria chimica alla Stanford University, che ha trascorso un decennio cercando di sviluppare un materiale che riproduca la capacità della pelle di flettere e prima tra tutte quella di guarire e fungere da rete di sensori finalizzati a trasmette segnali tattili, temperatura e dolore al cervello.

    Le aree di ricerca del Gruppo Bao includono la sintesi di materiali organici e polimerici, design organico, dispositivi elettronici e lo sviluppo di applicazioni per l’elettronica organica. Il loro approccio è multidisciplinare e coinvolge competenze in ambito chimico, dell’ingegneria biomedica, scienza dei materiali, fisica ed ingegneria elettrica. I dispositivi di interesse attuale sono transistor organici e nanotubi di carbonio a film sottile, celle fotovoltaiche organiche, sensori biologici e interruttori molecolari.

    Espositore sensori per Protesi della Mano
    Ogni dito su questa mano espositore in legno è dotato di un sensore di contatto elastico collegato a conduttori elettrici che trasportano i dati ad un centro di controllo elettronico flessibile sul palmo | Close-up Engineering

    Questi dispositivi sono utilizzati come strumenti di caratterizzazione per gli studi fondamentali di trasporto di carica e fotofisica. Essi sono anche di interesse pratico per l’elettronica su scala nanometrica, fonti energetiche alternative a basso costo e la vasta area dei circuiti flessibili in plastica.

    Lo scopo?

    Creare un tessuto integrato con sensori che ricoprendo la protesi della mano è in grado di replicare alcune delle funzioni sensoriali della pelle in modo da contribuire ad alleviare, tra tutte le limitazioni di un arto protesico, una delle sintomatologie più diffuse in coloro che si trovano a convivere con la mancanza di un arto: la sindrome dell’arto fantasma.

    Zhenan BaoQuesta è la prima volta che un materiale simil-pelle flessibile è capace di rilevare la pressione e trasmettere un segnale ad un componente del sistema nervoso

    Il cuore della tecnica?

    Una costruzione a due strati.
    Lo strato superiore crea un meccanismo di rilevamento della pressione e lo strato inferiore agisce come un circuito per trasportare segnali elettrici e tradurli in stimoli biochimici compatibili con le cellule nervose. Close-up EnginneringPer creare questo nuovo materiale che funga come pelle artificiale per la protesi della mano, i ricercatori del gruppo Bao sono riusciti a mescolare e compattare diversi “ingredienti” in modo da rendere il tessuto robusto e capace di ripararsi in tempi rapidi. Il componente principale è un polimero plastico composto da lunghe catene di molecole unite da legami a idrogeno. Questi legami molecolari sono relativamente facili da spezzare ma quando vengono nuovamente in contatto, permettono  un rapido raggruppamento delle molecole “rigenerando” la struttura originale.
    Questa base polimerica dona inoltre al materiale il vantaggio di risultare morbido e flessibile. In laboratorio i ricercatori hanno aggiunto a questo mix polimerico delle sferette di nickel grandi pochi micron. Queste micro-sfere non solo rendono il tessuto più resistente, ma incrementano notevolmente la conducibilità elettrica del materiale grazie all’uso di piccole punte presenti sulle sferette capaci di concentrare il campo elettrico e rendere così più facile lo scorrimento degli elettroni nel materiale. Tale tessuto dunque può essere utilizzato ed insidiato sulle protesi della mano come sensore per riprodurre in formato digitale il senso del tatto. Il cardine su cui si regge il tatto artificiale sono le micro-sfere di nickel che facilitano il percorso degli elettroni: “rimbalzando” da una sfera all’altra, gli elettroni possono così spostarsi più facilmente nel polimero.Close-up Enginnering Imprimendo una piccola pressione sulla “pelle artificiale”, il gap fra le sfere muta alterando quindi la conducibilità elettrica. Monitorando il flusso di corrente elettrica che attraversa il materiale è possibile dunque stabilire se la pelle artificiale è sottoposta a tensioni o pressioni: questo rende possibile “percepire”  ad esempio la pressione corrispondente alla stretta di mano. Per analizzare la sensibilità i ricercatori hanno innestato il tessuto su un piccolo manichino concludendo così la grande utilità di questo materiale per la realizzazione di protesi della mano.

    Close-up EnginneringIn conclusione il test sicuramente più notevole riguarda la capacità di “guarigione”: dopo aver applicato una leggera pressione si è osservato che in pochi secondi il materiale aveva recuperato il 75% della resistenza e conduttività originale. In meno di mezz’ora poi il materiale era tornato intatto: un’abilità spettacolare se paragonata a quella della pelle umana il cui self-repair impiega almeno qualche giorno.

    Non ci resta che attendere ulteriori sviluppi in merito a quest’intuizione portentosa che ha generato un’idea che si dimostrerà vincente.

    Ultrasuoni utilizzati per la riattivazione cerebrale di un cervello in coma

    Ultrasuoni terapeutici per “risvegliare” un cervello in coma

    Partiamo con ordine: cosa sono gli ultrasuoni?
    Gli ultrasuoni sono onde acustiche con una frequenza che convenzionalmente è fissata intorno ai 20 kHz, per differenziarle dalle onde invece acustiche, percepibili quindi dall’orecchio umano.
    In particolare nell’ambito medico la frequenza utilizzata varia dai 20 kHz ai 2 MHz.
    Come tutte le onde, anche quelle ultrasoniche (US) sono soggette ai fenomeni di rifrazione, riflessione e diffrazione, oltre ad essere definite mediante i soliti parametri: lunghezza d’onda, frequenza, velocità di propagazione, intensità ( dB) e attenuazione, la quale dipende dall’impedenza acustica del materiale attraversato dalle onde.

    In ambito medico, le US vengono impiegate sostanzialmente in due campi ben distinti: nella realizzazione di immagini con finalità diagnostica e nella terapia.
    L’esame più comunemente conosciuto è l’ecografia, in particolare nel reparto di ostetricia, ma viene sfruttato anche per diagnosi in campo cardiaco.

    Restart di un cervello per superare il coma

    Quanto seguirà è successo in America, nell’University of California di Los Angeles (UCLA), dove un team di ricercatori ha sperimentato, per la prima volta e con successo, un modo per far “ripartire” un cervello appena uscito dal coma.
    Il paziente in questione è un ragazzo di 25 anni, sottoposto ad una serie di impulsi ad ultrasuoni, chiaramente sotto il monitoraggio costante del personale ospedaliero.

    “È stato come riaccendere di colpo i neuroni, e riportarli in funzione”

    racconta Martin Monti, ricercatore della Ucla e coordinatore dell’esperimento

    Martin Monti, Professore presso la University of California Los Angeles (UCLA) nei dipartimenti di Psicologia e Neurochirurgia.
    Martin Monti, Professore presso la University of California Los Angeles (UCLA) nei dipartimenti di Psicologia e Neurochirurgia.
    newsroom.ucla.edu

    “Fino ad oggi esisteva un unico modo per farlo, ma si tratta di un’operazione chirurgica impegnativa, che prevede di impiantare degli elettrodi direttamente all’interno del talamo. Il nostro approccio, al contrario, è completamente non invasivo”.

    Lo studio, pubblicato sul Bain Stimulation, si è basato su una tecnica chiamata Low-Intensity Focused Ultrasound Pulsation, inventata dagli stessi ricercatori della UCLA; i vantaggi che offre sono innumerevoli, primo tra tutti la non invasività e l’assoluta mancanza di rischio, seguito poi dalla possibilità di modulazione.
    In precedenza, questa stessa tecnica fu applicata anche per ridurre crisi epilettiche in pazienti affetti da epilessia.

    La procedura ha previsto l’uso di una sorta di disco, puntato direttamente sul talamo del paziente appena uscito dal coma, in grado di creare un fascio di ultrasuoni ben mirati.
    Il trattamento, in particolare, è stato effettuato per 10 volte, ognuna per 30 secondi per un periodo totale di 10 minuti, con risultati eccezionali: infatti, dopo un solo giorno di trattamento si sono verificati segnali di miglioramento e a soli tre giorni dalla terapia il paziente era tornato ad avere una normale condizione di coscienza e di comprensione linguistica. Poteva muovere la testa correttamente per dire “si” o “no” e ha persino sferrato un pugno ad uno dei medici.

    Stimolazione diretta del talamo tramite la Low-Intensity focused ultrasound pulsation
    Stimolazione diretta del talamo tramite la Low-Intensity Focused Ultrasound Pulsation (Ultrasuoni a bassa intensità)
    thescienceexplorer.com

    Nonostante i risultati estremamente soddisfacenti, i ricercatori placano gli animi, asserendo che sono necessari ulteriori studi per confermare l’effettiva validità della terapia.

    “E’ possibile essere incappati in un caso molto fortunato, con un paziente sottoposto a stimolazione proprio nello stesso istante in cui lui stesso si stava riprendendo spontaneamente”

    spiega Monti, il quale chiarisce che l’intera terapia potrebbe dare nuove speranze di recupero per coloro che sono intrappolati nelle profondità di coma.

    Se lo studio avrà successo, sarà dunque possibile creare un dispositivo simile ad un casco, accessibile a tutti, da poter utilizzare comodamente a casa, senza recarsi costantemente in ospedale.

    Gli stessi ricercatori della UCLA hanno inoltre avviato uno spin-off per poter riprodurre il dispositivo appena descritto.

    LOW-INTENSITY FOCUSED ULTRASOUND PULSATION (LIFUP)

    La tecnologia della neuromodulazione ( ovvero un insieme di modificazioni della trasmissione degli impulsi nervosi indotte a scopo terapeutico, sia a livello del sistema nervoso centrale che periferico, mediante stimolazione elettrica o somministrazione di farmaci) offre un vantaggio notevole rispetto al trattamento farmacologico, in quanto la sua influenza sui circuiti neuronali è più diretto e focalizzato.
    Queste caratteristiche la rendono attraente sia per i neuroscienziati che per i clinici, in quanto può essere utilizzato per diagnosticare malfunzionamenti e modificare i meccanismi biologici neurologici e psichiatrici.

    Ma quali sono i vantaggi della LIFUP nella neuromodulazione e nella stimolazione cerebrale?
    Attualmente sono sul mercato diversi tipi di tecniche di neuromodulazione invasive chirurgiche: la stimolazione del nervo vago (VNS), la stimolazione cerebrale profonda (DBS), impiantato di stimolazione elettrocorticale (IES) e la stimolazione epidurale corticale (ECS).
    Inoltre, esistono anche diverse tecnologie di neuromodulazione minimamente invasive, come la TMS, la stimolazione a elettroterapia craniale (CES), la stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS) e la stimolazione del nervo trigemino (TNS).

    Come si può evincere da questo elenco, le tecniche di neuromodulazione e stimolazione cerebrale sono molteplici.
    Gli US possono penetrare il cranio e possono essere utilizzati per ablazioni, sfruttandone le proprietà termiche ( HIFU, High Intensity Focused Ultrasound).
    Sono inoltre onde acustiche, non magnetiche, quindi possono essere utilizzate con successo simultaneamente e facilmente al fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging), per la mappatura ad alta risoluzione del cervello.
    L’utilizzo congiunto delle due le tecniche, cioè l’ablazione con HIFU, guidata da risonanza magnetica funzionale, è stato utilizzato sperimentalmente per sradicare tumori cerebrali.

    LIUFP utilizzata simultaneamente alla rtfMRI imaging.
    LIUFP utilizzata simultaneamente alla rtfMRI immagini.
    https://www.researchgate.net

    Permangono comunque diverse questioni ancora aperte, prima che l’uso di LIFUP negli esseri umani a fini diagnostici e terapeutici possa diventare una realtà.
    -In primo luogo, gli ultrasuoni hanno effetti reversibili sulla conduttività neuronale: qual è la natura degli effetti?
    -In secondo luogo, può la LIFUP produrre effetti sul tessuto cerebrale visibili tramite fMRI?
    -In terzo luogo, quali parametri (come ad esempio, intensità, frequenza e durata di ultrasuoni scoppia e la lunghezza dell’intervallo dell’impulso) dovrebbero essere utilizzati sia per la stimolazione o inibizione del tessuto neuronale?
    -In quarto luogo, è possibile che la LIFUP penetri il cranio in modo analogo alla HIFU?

    Le risposte a tutte queste domande sono state affrontate di recente e tuttora sono oggetti di studio.

    Ian Burkhart prepares for a training session

    “Nervi nuovi” per uscire dalla paralisi

    La paralisi (totale o parziale) è una condizione del corpo umano che vede la perdita della funzione motoria, dovuta o alla lesione di nervi o ad una patologia del sistema nervoso e delle fibre muscolari.
    Nella maggior parte dei casi è una condizione irreversibile, come nel caso di Ian Burkhart, un ragazzo dell’Ohio rimasto paralizzato in seguito ad un incidente all’età di 19 anni(oggi ventiquattrenne), che gli ha causato la rottura del collo al livello C5 (cioè la quinta vertebra) e quindi l’impossibilità di usufruire di gambe e mani.
    Da oggi, Ian potrà gradualmente riacquistare il controllo degli arti danneggiati, grazie al progresso scientifico in campo medico, considerando questa innovazione come una pietra miliare nell’evoluzione della tecnologia di interfaccia cervello-computer.

    “Questa è stata la domanda da un milione di dollari: vuoi sottoporti ad un intervento cerebrale o qualcosa che non ti possa portare alcun beneficio? Ci sono molti rischi.
    E’ stato un qualcosa su cui ho dovuto pensare molto a lungo, ma dopo aver parlato con tutto il team e le persone coinvolte, sapevo di essere in ottime mani.”

    Ian è stato il primo paziente a sottoporsi a questa novità tecnologica, che consiste nel bypassare letteralmente il midollo spinale danneggiato, per poter mandare impulsi agli arti in disuso.
    Nella corteccia motoria è stato impiantato, dai chirurghi, un piccolissimo chip in grado di prelevare i segnali elettrici che controllano i movimenti della mano.
    I segnali vengono poi convertiti da un computer in base a ciò che Ian pensa di voler fare e inviati ai 130 elettrodi posti sul suo avambraccio, in un apposito manicotto.
    Gli elettrodi, attraverso la pelle, inviano i segnali ai muscoli sottostanti, permettendone così l’attività motoria, sintonizzati su ciò che Ian desidera fare.

    come funzionano i “nuovi” nervi?

    Come funziona il bypass
    Come funziona il bypass.
    www.dailynew.co.uk

    Nonostante i segnali del movimento (dal cervello al braccio) siano letteralmente bloccati per via della rottura del canale di passaggio delle informazioni (le vertebre), i nervi del braccio sono, di fatto, intatti e funzionanti. L’impianto nella corteccia motoria(1) invia i segnali attraverso una “via esterna”, che, tramite un cavo(2), collega Ian ad un computer, il quale impara letteralmente ad interpretare i desideri e i
    potenziali movimenti.

    I segnali elaborati dal computer vengono successivamente inviati ai 130
    elettrodi(3) posti sul suo avambraccio che, stimolando i muscoli, permettono il movimento(4).

    Impostazione dell'esperimento e modulazione neurale
    Impostazione esperimento e modulazione neurale.
    www.nature.com

    Il risultato dell’intero esperimento non è stato di certo immediato.
    Come spiega lo stesso Ian, è stato investito tantissimo tempo per poter capire come mettere in pratica banali azioni che si compiono quotidianamente, come ad esempio il solo pensare di muovere un dito e farlo.
    Dopo estenuanti sedute di pratica che lo hanno portato a padroneggiare sempre di più i “nuovi nervi” , Ian rinomina questa esperienza come “una seconda natura”.

    “Il sogno più grande sarebbe quello di riavere indietro l’uso di entrambe le mani, perché questo mi renderebbe molto più indipendente e mi permetterebbe di non far affidamento su
    persone per attività che, giorno per giorno, si prendono per scontate.”

    Al momento gli scienziati stanno lavorando per poter portare questa tecnologia al di fuori dell’ambito ospedaliero e di laboratorio, cercando di arrivare ad una tecnologia wireless, in modo da poter far avverare non solo il desiderio di Ian, ma di migliorare la vita di tantissimi pazienti paralitici.


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