La stimolazione cerebrale profonda, o l'uso di lievi scosse elettriche per colpire parti del cervello allo scopo di influenzare il loro funzionamento, fornisce un approccio completamente nuovo per affrontare le condizioni neurologiche che hanno sfidato i medici per lungo tempo.
Da anni ormai è usato per curare il morbo di Parkinson. Inviando piccoli shock alle regioni del cervello che controllano i movimenti, questa stimolazione può aiutare a tenere sotto controllo i tremori del Parkinson.
Funziona come una specie di pacemaker per il cervello. Un chirurgo inserisce una sonda in una specifica area del cervello ed è collegata da fili sotto la pelle a un pacco batteria impiantato vicino alla parte superiore del torace di una persona. Un medico imposta la forza dell'impulso elettrico, quanto dura e quanto spesso si verifica. Un tipo di stimolazione può aumentare l'attività delle cellule cerebrali, un altro può rallentarla.
Non sorprende che, poiché la tecnologia e il trattamento sono diventati più raffinati, gli scienziati hanno iniziato a esaminare altri modi in cui la stimolazione cerebrale potrebbe essere utilizzata e non solo per curare il danno neurologico da Alzheimer o traumatiche lesioni cerebrali, ma anche per affrontare i disturbi della salute mentale e persino, in una certa misura, comportamento. Ci sono studi in corso, ad esempio, per vedere se può aiutare le persone a smettere di fumare.
Ecco un esempio delle ultime ricerche sulla stimolazione cerebrale:
Rallentamento dell'Alzheimer: il morbo di Alzheimer rimane una delle sfide più scoraggianti della medicina, sia in termini di individuazione di una causa che di sviluppo di un trattamento veramente efficace. Ora un team guidato da scienziati della Johns Hopkins University sta conducendo una sperimentazione clinica per vedere se la stimolazione cerebrale profonda può rallentare la perdita di memoria e il declino cognitivo.
La ricerca prevede il posizionamento di impianti nel cervello di circa 40 pazienti con malattia di Alzheimer lieve e la misurazione della progressione della malattia per un periodo di 18 mesi. In particolare, i dispositivi vengono impiantati nel fornice dei pazienti: un fascio di fibre nervose che collega i lati sinistro e destro dell'ippocampo. Questa è la regione del cervello associata alla memoria. La teoria è che la stimolazione cerebrale in quest'area potrebbe rallentare il tasso di danno al fornice e persino creare nuove cellule cerebrali nell'ippocampo.
La fase più recente dello studio, che dovrebbe durare quattro anni, si è concentrata sulla sicurezza degli impianti nei pazienti di Alzheimer. Finora non ha riscontrato effetti avversi gravi.
Tanto tempo per il grande nausea: i ricercatori dell'Imperial College di Londra affermano che la stimolazione cerebrale potrebbe persino essere utilizzata per alleviare la cinetosi. Gli scienziati non sono assolutamente certi di ciò che provoca la sensazione di nausea, ma credono che abbia a che fare con il cervello che cerca di elaborare segnali contrastanti dalle nostre orecchie e dai nostri occhi quando siamo in movimento. Precedenti ricerche hanno determinato che un sistema vestibolare ben funzionante - questa è la parte dell'orecchio interno che rileva il movimento - rende più probabile che qualcuno provi quella sensazione nauseabonda.
Quindi, i ricercatori si sono chiesti cosa sarebbe successo se avessero usato una corrente elettrica per silenziare i segnali dal sistema vestibolare al cervello. Hanno lavorato con 10 uomini e 10 donne volontarie che hanno accettato di indossare un cappuccio dotato di elettrodi e quindi, per 10 minuti, ricevono una leggera corrente elettrica progettata per inibire l'attività delle cellule cerebrali. A ciò seguì un passaggio su una sedia che ruotava e si inclinava a velocità diverse per farli stare male.
Si è scoperto che coloro che hanno ricevuto stimolazione che riducevano l'attività delle cellule cerebrali avevano meno probabilità di sentirsi nausea e si riprendevano più rapidamente rispetto alle persone il cui cervello era stimolato a potenziare l'attività cellulare. Ora, i ricercatori stanno discutendo con potenziali partner dello sviluppo di un dispositivo portatile di stimolazione anti-nausea che si potrebbe prendere in farmacia.
Ne sono stati fatti ricordi: durante una conferenza all'inizio di questo mese, DARPA, il braccio di ricerca del Dipartimento della Difesa, ha annunciato che, nell'ambito di uno studio finanziato, i pazienti ai quali sono stati sottoposti impianti cerebrali hanno ottenuto punteggi migliori nei test di memoria. Le lesioni cerebrali traumatiche sono un grosso problema per le forze armate statunitensi: quasi 300.000 membri del servizio sono stati curati per uno dal 2000. Quindi DARPA sta conducendo sforzi di ricerca su come la stimolazione elettrica potrebbe essere utilizzata per aiutare le persone con cervelli danneggiati a creare e recuperare ricordi.
Gli scienziati hanno lavorato con pazienti sottoposti a chirurgia cerebrale che si sono offerti volontari per far parte del progetto di memoria. L'obiettivo è quello di identificare più chiaramente il processo su come il cervello forma e ricorda i ricordi e quindi utilizzare lievi shock da parte degli impianti per ricreare quel processo. È solo un anno nel progetto, ma DARPA afferma che sulla base dei risultati finora ottenuti, sembra possibile mappare e interpretare i segnali neurali provenienti da un cervello mentre codifica o recupera una memoria, e quindi effettivamente migliorare tale richiamo stimolando elettricamente sezioni mirate del cervello.
Metti giù quella sigaretta: un altro progetto nelle prime fasi sta guardando come la stimolazione del cervello potrebbe aiutare le persone a combattere il desiderio di sigarette o cibo malsano. Caryn Lerman, vicedirettore senior dell'Abramson Cancer Center dell'Università della Pennsylvania, ha recentemente ricevuto una sovvenzione per indagare se l'applicazione di scosse elettriche a sezioni della corteccia prefrontale dietro la fronte - una regione del cervello legata all'autocontrollo - può aiutare le persone a resistere alle sollecitazioni di impegnarsi in comportamenti non salutari.
L'idea è che se mirata correttamente, questa stimolazione potrebbe rafforzare i percorsi utilizzati per combattere il desiderio di illuminarsi. I risultati preliminari di un esperimento che ha coinvolto 25 fumatori hanno scoperto che dopo una sessione di 20 minuti con stimolatori elettrici legati alla fronte, le persone erano in grado di aspettare più a lungo prima di raggiungere una sigaretta rispetto a coloro che avevano ricevuto un trattamento con placebo. Fumavano anche meno sigarette.
Recupero dell'ictus: gli scienziati della Cleveland Clinic hanno chiesto alla Food and Drug Administration (FDA) l'autorizzazione per iniziare a testare la stimolazione cerebrale profonda sulle vittime di ictus umano. Sembrava che il trattamento avesse funzionato con i ratti: sembrava favorire la crescita di nuovi neuroni nel cervello.
Non che nessuno pensi che questo possa fornire una cura per gli ictus. Quando si verificano, l'afflusso di sangue al cervello viene interrotto e alcune aree vengono semplicemente chiuse, mentre la comunicazione con altre regioni viene interrotta. La stimolazione elettrica non può riportare in vita i neuroni morti. Ma potrebbe aiutare a creare nuove connessioni neurali, in particolare nel cervelletto, la parte del cervello che controlla i movimenti volontari. La speranza è che parti del cervello ancora in salute siano in grado di compensare meglio quelle danneggiate.
Circa 800.000 persone negli Stati Uniti soffrono di ictus ogni anno. E, secondo la National Stroke Association, circa la metà di coloro che sopravvivono viene gravemente debilitata.
Promuovere l'empatia: ma che dire dell'utilizzo della stimolazione cerebrale per cambiare il modo in cui le persone si sentono? I ricercatori della Harvard University e della Vanderbilt University si sono avventurati in quel territorio con un esperimento legato alla liberazione dalla giustizia.
Hanno presentato 66 volontari con storie di una persona fittizia di nome John, in particolare hanno riferito di una serie di crimini che aveva commesso e delle sue condizioni mentali quando li aveva commessi. In precedenza, alcuni partecipanti avevano ricevuto una forma di stimolazione cerebrale che poteva interrompere l'attività nella corteccia prefrontale, che svolge un ruolo chiave non solo nell'autocontrollo, ma anche nel processo decisionale. Per altri, il dispositivo di stimolazione era collegato, ma mai acceso.
Ai volontari è stato chiesto di decidere quanto fosse biasimevole John e anche di determinare, su una scala da 0 a 9, quanto estrema dovrebbe essere la sua punizione. Ciò che i ricercatori hanno scoperto è che le persone la cui attività cerebrale è stata interrotta hanno scelto punizioni meno gravi.
Ciò solleva forse la più grande domanda sulla stimolazione cerebrale: quando il fissaggio del cervello si trasforma in un cambiamento del cervello?
