La malattia mentale è la principale causa di disabilità nei Paesi avanzati. Più del 30% delle assenze a lungo termine sono legate a disturbi cerebrali e i trattamenti ottengono solo risultati limitati. In casi come l’Alzheimer, nemmeno quello. I farmaci per la depressione o la schizofrenia funzionano aumentando o abbassando la concentrazione nel cervello di molecole come la serotonina o la dopamina, ma si tratta di un attacco indiscriminato, perché ogni malattia colpisce alcuni circuiti del cervello e i farmaci agiscono su tutti loro. Dal 1980, la stimolazione cerebrale profonda (DBS) ha dimostrato di aiutare una parte delle persone con malattie neurologiche che non hanno ancora una soluzione. Impiantando elettrodi in zone molto precise del cervello, è possibile misurarne l'attività e modularla solo nel circuito che ne ha bisogno. La tecnica ha avuto molto successo nelle persone con Parkinson o epilessia per le quali i farmaci non hanno funzionato e gli studi suggeriscono che potrebbe funzionare per la depressione grave o la schizofrenia. Tuttavia, la DBS è molto più costosa dei farmaci e la chirurgia cerebrale per impiantare elettrodi è spaventosa.

Pochi giorni fa, un team di scienziati guidato da Nir Grossman, ricercatore dell'Imperial College di Londra, ha pubblicato i risultati di una tecnica che mira a ottenere effetti simili a quelli della DBS senza la necessità di aprire la testa dei pazienti. Chiamata inferenza temporale, non richiede l'inserimento di elettrodi nel cervello, è sufficiente posizionarli sul cuoio capelluto per generare campi elettrici in grado di agire su specifici gruppi di neuroni in aree più o meno precise del cervello. Una delle maggiori difficoltà è quella di impedire alle onde elettromagnetiche di attivare i neuroni che attraversano per raggiungere il loro bersaglio o quelli adiacenti, producendo effetti indesiderati. L'inferenza temporale supera l'ostacolo generando due campi elettrici ad alta frequenza in direzioni diverse che non interagiscono con i neuroni. Quando si incrociano nel punto desiderato, l'ampiezza della frequenza si riduce e il campo elettrico stimola le cellule cerebrali scelte.

Per testare la loro idea, il team di Grossman l'ha applicata a 20 volontari, studenti universitari, giovani e sani. In particolare, l'esperimento ha stimolato l'ippocampo, una regione del cervello lontana dalla superficie che svolge un ruolo importante nella memoria. Sebbene l'effetto sia stato piccolo, questi giovani hanno migliorato la loro memoria, dimostrando che è possibile agire su neuroni specifici, senza bisogno di interventi chirurgici e senza effetti collaterali. Gli autori evidenziano le potenzialità di questo tipo di stimolazione contro alcuni sintomi dell'Alzheimer, dell'epilessia o della schizofrenia, ma il fatto che si tratti di un trattamento non invasivo significherebbe che potrebbe essere considerato come uno strumento per migliorare anche le capacità delle persone sane.

Per utilizzarla al di fuori del laboratorio, la tecnica deve migliorare, prima di tutto, nella precisione che raggiunge. Come spiega Grossman, “la messa a fuoco non è la stessa di quando si inserisce un elettrodo all'interno". "Copriamo aree più ampie all'interno del cervello”, aggiunge. “Inoltre, la forza del campo elettrico che raggiungiamo all'interno del cervello non è la stessa degli elettrodi”, continua. Con la potenza che gli impianti possono raggiungere, è possibile modificare l'attività del neurone in modo che faccia ciò che si desidera. Con la stimolazione non invasiva, “puoi spingere leggermente il neurone in una direzione o nell'altra”, dice Grossman. “Ciò non significa che non posso agire su queste strutture, sono in corso esperimenti per sopprimere i tremori nei pazienti, ma il meccanismo è diverso”, conclude.

Andrés Lozano, specialista in nuove applicazioni terapeutiche presso la DBS dell’Università di Toronto (Canada) che non è stato coinvolto nello studio, sottolinea che questo tipo di tecnica potrebbe servire ad estendere i benefici della stimolazione chirurgica. “Finora, ci sono circa 250.000 persone nel mondo che hanno ricevuto DBS, ma la tecnica è sottoutilizzata. Si stima che il 20% dei pazienti affetti da Parkinson potrebbe migliorare con la DBS, ma solo il 2% lo riceve”. Il costo e l'invasività della tecnica alienano il restante 98%, che potrebbe beneficiare di un'alternativa come quella presentata dagli autori dell'articolo pubblicato su Nature Neuroscience o la stimolazione a ultrasuoni messa a punto da ricercatori come Lozano.

In futuro, la tecnica potrebbe essere utilizzata per auto-stimolarsi a casa e ottenere effetti temporanei sulla memoria prima o dopo l'uso, ma il trattamento del tremore nelle persone con Parkinson richiede una stimolazione continua, perché quando si ferma, il tremore ritorna. Questa sarebbe una delle sfide per essere utile di fronte a problemi medici. Inoltre, i pazienti notano un prurito durante la stimolazione che potrebbe essere un problema per la loro generalizzazione.

Insieme alle possibilità terapeutiche di agire sulle profondità del cervello senza aprirlo, la nuova tecnica combinata con le tecniche di imaging può essere utile per indagare quali processi spiegano la formazione dei ricordi o come impariamo.