La stimolazione cerebrale non invasiva potrebbe trasformare la cura dell’epilessia

Lo spiega Brian Lundstrom, neurologo e medico-scienziato della Mayo Clinic la cui ricerca si concentra sull’eccitabilità corticale — quanto è attivo o reattivo il cervello — e su come la stimolazione cerebrale non invasiva possa aiutare a migliorare la diagnosi e il trattamento dell’epilessia e dei disturbi neurologici correlati.

 

 

Il cervello si affida a segnali elettrici accuratamente coordinati per controllare tutto, dal movimento e la memoria al pensiero ed alle emozioni.

Quando questi segnali diventano troppo attivi o poco regolati, possono contribuire a disturbi neurologici come l’epilessia.

I ricercatori stanno lavorando per comprendere meglio questi modelli anomali di attività cerebrale e sviluppare nuovi modi per misurarli e influenzarli in sicurezza senza interventi chirurgici.

Brian Lundstrom è un neurologo e medico-scienziato della Mayo Clinic la cui ricerca si concentra sull’eccitabilità corticale — quanto è attivo o reattivo il cervello — e su come la stimolazione cerebrale non invasiva possa aiutare a migliorare la diagnosi e il trattamento dell’epilessia e dei disturbi neurologici correlati.

Come membro dell’iniziativa BIONIC (Bioelectronic Neuromodulation with Innovation to Cure) della Mayo Clinic, Lundstrom condivide come i progressi nella medicina bioelettronica stiano plasmando il futuro della cura neurologica personalizzata.

Cosa significa quando il cervello è “ipereccitabile” o ha un’eccitabilità corticale anomala? 

 L’eccitabilità corticale è un modo per descrivere quanto il cervello sia reattivo all’attività. La corteccia è lo strato esterno del cervello, e i neuroni — le cellule fondamentali del cervello — comunicano tra loro tramite segnali elettrici.

In alcune malattie neurologiche, il cervello può diventare troppo eccitabile. L’epilessia è un esempio.

Durante una crisi, l’attività elettrica cerebrale diventa anormalmente elevata. Molte condizioni neurologiche possono coinvolgere un’attività cerebrale troppo alta, troppo bassa o non adeguatamente regolata.

Stimolare il cervello senza interventi chirurgici. Come funzionano queste tecnologie e come potrebbero aiutare le persone con condizioni come l’epilessia? 

Poiché il cervello comunica tramite elettricità, possiamo anche usare stimolazioni elettriche o magnetiche per cercare di comprendere meglio l’attività cerebrale. Un modo è attraverso la stimolazione magnetica transcranica (TMS). 

La TMS utilizza impulsi magnetici emessi all’esterno della testa per stimolare regioni cerebrali mirate.

Un altro metodo è la stimolazione a corrente continua transcranica (tDCS), che utilizza bassi livelli di corrente elettrica applicata attraverso il cuoio capelluto.

Questi approcci sono considerati non invasivi perché non richiedono interventi chirurgici né dispositivi impiantati.

Cosa rende la stimolazione non invasiva particolarmente attraente rispetto agli approcci tradizionali per l’epilessia, come farmaci, interventi chirurgici o dispositivi impiantatiati? 

Sebbene i farmaci siano molto efficaci per molte persone, non funzionano per tutti, e alcuni pazienti sperimentano effetti collaterali che influenzano la loro vita quotidiana. Il nostro obiettivo è andare oltre questo approccio del tentativi ed errori utilizzando cambiamenti misurabili nell’attività cerebrale per guidare le decisioni terapeutiche più precocemente e con maggiore precisione.

Anche la chirurgia e i dispositivi impiantati possono essere molto efficaci, ma non sono l’opzione giusta per ogni paziente.

È qui che la stimolazione cerebrale non invasiva, come TMS o tDCS, è particolarmente promettente.

Poiché questi approcci mirano ad aree specifiche del cervello senza intervento chirurgico, generalmente non producono gli stessi effetti collaterali su tutto il corpo che i farmaci possono causare.

Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche, ho anche visto pazienti le cui crisi sono state significativamente ridotte o eliminate completamente tramite stimolazione cerebrale non invasiva dopo che altri trattamenti non avevano funzionato.

La nostra speranza è di continuare a perfezionare questi approcci affinché un maggior numero di pazienti possa beneficiare di terapie sicure e personalizzate.

Cosa sono i biomarcatori e perché sono importanti per comprendere il cervello?

Una delle sfide più grandi moderne nell’uso delle terapie di stimolazione cerebrale è che non abbiamo ancora modi semplici e precisi per misurare come funziona il cervello in tempo reale.

Prima che trattamenti come TMS o tDCS possano essere utilizzati nel modo più efficace, dobbiamo prima capire come funziona il cervello.

I biomarcatori sono misurazioni che ci aiutano a capire cosa accade all’interno del cervello e a identificare anomalie. Raccogliamo queste informazioni utilizzando strumenti come l’elettroencefalografia (EEG), che registra l’attività elettrica cerebrale, e la magnetoencefalografia (MEG), che misura i campi magnetici prodotti da quell’attività.

Come vengono utilizzate o immaginate nuove tecnologie, inclusa la stimolazione non invasiva, il monitoraggio avanzato o la modellizzazione computazionale, all’interno della ricerca BIONIC?

L’iniziativa BIONIC è incentrata sull’avanzamento della medicina bioelettronica, che utilizza la tecnologia per comprendere, diagnosticare e trattare meglio le malattie.

Tradizionalmente, la medicina si è basata su farmaci e chirurgia, ma la medicina bioelettronica offre un altro modo per prendersi cura dei pazienti misurando e influenzando l’attività elettrica del cervello.

Nella mia ricerca, utilizziamo strumenti avanzati di monitoraggio cerebrale, stimolazione cerebrale non invasiva e approcci computazionali con l’obiettivo di combinare queste tecnologie per sviluppare trattamenti più personalizzati e, in ultima analisi, aiutare più pazienti a diventare liberi da crisi epilettiche con meno effetti collaterali.

Guardando al futuro, sono particolarmente entusiasta del ruolo che l’intelligenza artificiale (IA) può svolgere. L’IA può aiutarci a mettere insieme informazioni da molte fonti diverse per comprendere meglio l’attività cerebrale e guidare trattamenti più precisi.

Ci sono certamente delle sfide davanti, ma penso che il potenziale sia straordinario. Combinando queste nuove tecnologie con l’ambiente collaborativo promosso da BIONIC, abbiamo un’importante opportunità per migliorare il modo in cui diagnostichiamo, monitoriamo e trattiamo l’epilessia e molti altri disturbi neurologici.