Un nuovo studio suggerisce che l’uso mirato della tecnologia di target a ultrasuoni può portare cambiamenti significativi nella funzione cerebrale che potrebbero aprire la strada al trattamento di condizioni come depressione, dipendenza o ansia.
Una ricerca condotta da neuroscienziati dell’Università di Plymouth ha esplorato gli impatti di una tecnica emergente chiamata stimolazione ultrasonica transcranica (TUS). La stimolazione ultrasonica transcranica a bassa intensità (TUS) utilizza dei target per la modulazione focale della funzione del cervello umano, i meccanismi e i substrati neurochimici alla base della neuromodulazione.
Degli studi effettuati su 24 controlli sani hanno dimostrato di aumentare l’eccitabilità corticospinale, sul neurotrasmettitore inibitorio acido gamma-aminobutirrico (GABA) e sulla connettività funzionale. I risultati dei ricercatori suggeriscono che la TUS modifica l’eccitabilità complessiva riducendo l’inibizione GABAergica e che i cambiamenti nella neuroplasticità mediata dalla TUS durano almeno 50 minuti dopo la stimolazione.
Tuttavia, i cambiamenti non erano coerenti in tutte le aree, con i livelli di GABA non alterati nella corteccia cingolata anteriore, un’altra area corticale ugualmente correlata alle condizioni psichiatriche ma alla base di diverse funzioni cognitive, in particolare legate al processo decisionale, all’apprendimento e alla regolazione dell’attenzione.
La stimolazione ultrasonica transcranica focalizzata a bassa intensità è una tecnica di neuromodulazione non invasiva che si è dimostrata promettente in una gamma di applicazioni, dalla ricerca neuroscientifica di base alle applicazioni terapeutiche nelle malattie neurologiche e psichiatriche.
Rispetto ad altre tecniche neuromodulatorie non invasive come la stimolazione magnetica transcranica (TMS) e la stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS), la TUS può colpire sia le regioni cerebrali corticali che quelle profonde con una specificità spaziale molto elevata.
La combinazione della TUS offline con l’elevata risoluzione spaziale della risonanza magnetica (MRI) consente la misurazione degli effetti della TUS sia a livello locale, nelle singole regioni target, sia a livello di rete nell’intero cervello, comprese le regioni cerebrali profonde.
Gli effetti neuromodulatori della TUS possono essere limitati al periodo durante o immediatamente dopo la stimolazione (effetti “online”), oppure possono durare da diversi minuti a ore dopo la stimolazione (effetti “offline”). Quelli offline sono di particolare interesse perché possono riflettere una neuroplasticità simile a un potenziamento/depressione a lungo termine.
Essi possono essere utilizzati per modulare l’attività aberrante nelle regioni o reti del cervello per applicazioni terapeutiche. Si ritiene che la TUS induca la neuromodulazione principalmente attraverso le interazioni meccaniche dell’onda ultrasonica mentre attraversa le cellule nella posizione bersaglio. Tuttavia, il meccanismo attraverso il quale ciò si traduce in neuromodulazione eccitatoria o inibitoria e i suoi effetti sulla connettività del cervello umano su larga scala rimangono poco chiari.
Il gruppo di ricerca, che comprendeva anche esperti degli ospedali universitari Plymouth NHS Trust, University College London, Radboud University Nijmegen e University of Oxford, ha affermato che lo studio rappresenta un importante primo passo nella generazione di applicazioni cliniche che potrebbero utilizzare gli ultrasuoni per trattare i disturbi mentali.
Secondo gli esperti lo studio fornisce la prova che la TUS funziona negli esseri umani e che i cambiamenti nel cervello sono reversibili, anche se sarà necessario fare molto più lavoro prima che possa essere applicato in un contesto clinico. Dagli studi si evince infatti che a TUS può essere utilizzata per modificare il sistema dopaminergico, che potrebbe potenzialmente alterare il modo in cui le persone prendono decisioni, apprendono e sono motivate a impegnarsi in determinati comportamenti rilevanti per la dipendenza.
Lo studio è stato condotto presso il Brain Research and Imaging Center dell’Università di Plymouth, una struttura di ricerca all’avanguardia aperta nel 2022 per aiutare a comprendere meglio l’attività cerebrale e il comportamento umano. L’ultimo progetto coinvolge l’Università per esplorare l’impatto degli ultrasuoni sul cervello umano, con studi precedenti che evidenziavano come gli ultrasuoni potrebbero essere utilizzati per trattare i disturbi psichiatrici e cambiare il processo decisionale.
