“Ridurre la frequenza e la gravità di tutte le malattie a livello globale”: questo è uno degli ambiziosi obiettivi della Chan Zuckerberg Initiative (CZI), la fondazione creata da Mark Zuckerberg insieme alla moglie Priscilla Chan. Un progetto da 5 miliardi di dollari dal quale è nata la Chan Zuckerberg Biohub, un’organizzazione no profit che vede coinvolti ricercatori provenienti dalla Stanford University, UC Berkeley e UC San Francisco.

Proprio di questa organizzazione fa parte Rikky Muller, ricercatrice presso l’UC Berkeley e co-autrice dello studio che ha portato alla realizzazione di WAND, un dispositivo che potrebbe trovare numerose applicazioni in campo medico, tra cui trattamenti mirati per epilessia e morbo di Parkinson.

Una ricerca che ha visto la collaborazione della UC Berkeley con la start up privata Cortera, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Biomedical Engineering.

Una sorta di pacemaker per il cervello

Dispositivo WAND
Il dispositivo WAND
Credits: UC Berkeley – Rikky Muller

WAND, acronimo di Wireless Artifact-free Neuromodulation Device, è un neurostimolatore dotato di ben 128 elettrodi che può, allo stesso tempo, sia monitorare l’attività elettrica delle diverse aree del cervello sia rilasciare impulsi di corrente. Il suo funzionamento è quindi simile a quello di un pacemaker cardiaco: offrendo un monitoraggio continuo, interviene solo quando rileva un’irregolarità. Per questo motivo, potrebbe trovare un’importante applicazione nel prevenire tremori o attacchi epilettici in pazienti affetti da disordini neurologici.

Il processo per trovare la giusta terapia per un paziente è estremamente costoso e può richiedere anni. Una significativa riduzione dei costi e della durata, di questo processo, può potenzialmente portare a risultati e accessibilità notevolmente migliori. Vogliamo consentire al dispositivo di capire qual è il modo migliore per stimolare un dato paziente e dare i migliori risultati. E puoi farlo solo ascoltando e registrando i segnali neurali.

Afferma Rikky Muller.

Questo dispositivo, infatti, oltre ad essere wireless, è anche autonomo. Ciò significa che “impara” da solo a riconoscere i segnali che precedono l’inizio, ad esempio, dei tremori. In quello che viene quindi a rappresentare un sistema a circuito chiuso, i parametri di stimolazione vengono regolati in tempo reale in base alle caretteristiche del singolo paziente.

La possibilità di monitorare e stimolare in contemporanea è offerta dallo speciale design dei cirtuiti integrati realizzati dalla start up Cortera. Questi riescono a distinguere, nel segnale rilevato, ciò che proviene dalla stimolazione rispetto ai segnali cerebrali. In questo modo è possibile capire esattamente cosa sta succedendo nel momento in cui viene somministrata la terapia.

I primi test

Per verificarne il funzionamento, il sistema è stato utilizzato per riconoscere e ritardare i movimenti del braccio in esemplari di macaco rhesus. In particolare, i primati sono stati dapprima addestrati a muovere un cursore su uno schermo, attraverso un joystick, verso un bersaglio indicato. Dopo una fase di calibrazione del sistema, il dispositivo WAND è riuscito a riconoscere i segnali cerebrali che si presentavano quando i macachi si apprestavano a compiere il movimento e a rilasciare una stimolazione in quel preciso momento, così da ritardarlo.

Mentre è già stata dimostrata la possibilità di ritardare i tempi di reazione, questa è, per quanto ne sappiamo, la prima volta che è stata dimostrata in un sistema a circuito chiuso basato solo su una registrazione neurologica.

Dichiara Rikky Muller.

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