Gli ultrasuoni nel trattamento delle patologie cerebrali

Di Luca Mario Nejrotti

I neuroscienziati hanno scoperto che gli ultrasuoni potrebbero penetrare nel cranio e aumentare o sopprimere l’attività cerebrale, aprendo nuove prospettive non invasive, per la ricerca e il trattamento dei disturbi cerebrali.

Nuove prospettive di ricerca.

Anche se l’effettivo meccanismo resta misterioso (vedi), recenti esperimenti  ne hanno mostrato la relativa sicurezza e gli effetti significativi sul cervello umano, per esempio attenuando il dolore o migliorando leggermente la percezione.

I trattamenti non invasivi attualmente approvati riguardano stimoli elettrici e magnetici, recentemente è stata approvata la stimolazione magnetica transcranica (TMS) per trattare la depressione, il dolore da emicrania e il disturbo ossessivo-compulsivo (DOC).

A differenza dei campi magnetici o elettrici, tuttavia, le onde sonore possono essere focalizzate – come la luce attraverso una lente d’ingrandimento – su un punto nel profondo del cervello senza influenzare i tessuti meno profondi. Per ora, quella combinazione di profondità e messa a fuoco è possibile solo con un filo impiantato chirurgicamente, però gli ultrasuoni potrebbero interrompere temporaneamente una regione profonda del cervello umano -come l’amigdala, un motore per le risposte emotive, per esempio, o il talamo, un centro di trasmissione per il dolore e il regolatore della vigilanza – per testare la loro funzione o curare un disturbo.

Problemi di precisione.

I risultati sugli animali sono incoraggianti. Gli esperimenti già degli anni ’50 hanno mostrato che le onde ultrasoniche potevano sopprimere l’attività neurale nella regione visiva del cervello del gatto.

Allo stesso modo, nei roditori, puntare gli ultrasuoni verso le regioni motorie poteva innescare movimenti come la contrazione di una zampa o di un baffo. E focalizzarli su una regione frontale del cervello delle scimmie arrivava a cambiare il modo in cui gli animali eseguivano i compiti di movimento degli occhi.

Passando agli umani, è tecnicamente difficile mirare gli ultrasuoni attraverso l’osso cranico, spesso e denso e avere la certezza che la loro energia abbia colpito il punto previsto. Inoltre, gli effetti degli ultrasuoni sul cervello possono essere difficili da prevedere. L’aumentare o sopprimere l’attività neurale dipende da molti parametri, inclusi i tempi e l’intensità degli impulsi e persino le caratteristiche dei neuroni bersaglio stessi. Tuttavia i ricercatori sono affascinati dai primi risultati e dalle prospettive che aprono.

Meccanica e temperatura.

Ad alta intensità, gli ultrasuoni possono riscaldare e uccidere le cellule cerebrali, una caratteristica che i neurochirurghi hanno sfruttato per neutralizzare sezioni del cervello responsabili di tremori.

Invece, a intensità che non aumentano significativamente la temperatura, gli ultrasuoni esercitano una forza meccanica sulle cellule che potrebbe alterare le forme di comunicazione tra neuroni.

La ricerca per ora si concentra sugli effetti osservabili su neuroni e sinapsi, ma presto, secondo gli scienziati, questa tecnica potrebbe fare luce sui delicati meccanismi neurologici, aprendo le porte a nuove forme di trattamento dell’epilessia, dell’Alzheimer, delle manie ossessivo-compulsive e del dolore.

Rischi.
Anche se gli effetti degli ultrasuoni sono molto più “sottili” di quelli degli impulsi elettrici e magnetici, ad alta intensità questi possono causare danni anche gravi al tessuto cerebrale, creando microbolle e piccole emorragie. Prima di trovare un equilibrio sarà necessario approfondire la sperimentazione, ma i ricercatori sono fiduciosi di poter adoperare questo metodo in totale sicurezza in un futuro non lontano.

Fonti.

https://www.sciencemag.org/news/2020/06/aiming-ultrasound-brain-raises-hope-new-treatments