Tecnica non invadente per studiare esattamente attività nella parte più profonda del cervello

I ricercatori a UNIGE hanno dimostrato con successo che l'elettroencefalografia può essere usata per studiare esattamente l'attività nelle aree profonde del cervello

Le aree subcortical del cervello, situate nei sui sbracci più profondi, rimangono un mistero. Gli scienziati sono informati dell'attività emozionale ed associativa critica di ruolo che svolgono in motore, ma non sanno precisamente lavorano. Una serie di malattie serie direttamente sono collegate a queste aree, compreso la sindrome di Tourette, di Parkinson ed i disordini ossessivi (OCD). I trattamenti attuali per la regolamentazione e la misurazione dell'attività delle aree subcortical sono altamente dilaganti ed a volte funzionano senza di noi realmente che conosciamo come. I ricercatori dall'università di Ginevra (UNIGE), di Svizzera e di università di Colonia (Germania) hanno deciso di vedere se un metodo non invadente - elettroencefalografia (EEG) - potrebbe essere impiegato con gli algoritmi matematici per misurare questa attività di cervello esternamente. Hanno provato per la prima volta che questa tecnica può registrare i segnali veduti solitamente soltanto impiantando gli elettrodi nel cervello. I risultati, pubblicati nelle comunicazioni della natura, aprono la strada per nuovo, le applicazioni cliniche di precisione.

È molto difficile da studiare ed ottenere vicino alle aree subcortical, che sono situate nella parte più profonda del cervello. Sappiamo che due strutture chiave in queste aree, il talamo e nucleus accumbens, comunicano a vicenda e la corteccia per gestire l'attivazione emozionale ed associativa del motore, (pensiero di più alto livello) via le oscillazioni elettriche. “Una disfunzione in questa comunicazione causa le malattie molto serie in esseri umani, quali Tourette e OCD, che cominciano generalmente nell'adolescenza quando lo sviluppo del cervello viene ad un'estremità come pure alla malattia del Parkinson„, spiega Christoph Michel, un professore nel dipartimento delle neuroscienze di base nella facoltà di UNIGE di medicina.

I trattamenti correnti, in base a stimolo profondo del cervello sono altamente dilaganti: impiantando gli elettrodi nel centro del cervello, che sono stimolati elettricamente da uno stimolatore esterno. “Sebbene questa tecnica sia stata indicata per essere efficace in Parkinson, purtroppo non funziona così bene per OCD e sindrome di Tourette,„ dice Martin Seeber, un ricercatore nel dipartimento delle neuroscienze di base ed autore dello studio del primo.

Una tecnica stabilita e vero non invadente di analisi

Per migliorare i trattamenti attuali, è diventato essenziale per capire come queste zone subcortical funzionano e come comunicano. Le malattie dette precedentemente pregiudicano soltanto gli esseri umani, tuttavia e soffrono dai modelli animali insufficienti. Dall'impianto gli elettrodi è una tecnica estremamente dilagante, un altro metodo sono stati richiesti per aumentare il numero degli oggetti studiati. “Abbiamo pensato naturalmente all'elettroencefalogramma, che registra l'attività elettrica del cervello facendo uso di 256 elettrodi collocati sul cuoio capelluto,„ continuiamo Michel. Ma è realmente possibile misurare l'attività di cervello profonda dall'esterno del cranio?

In collaborazione con un gruppo intestato dal professor Veerle Visser-Vanderwalle, un neurochirurgo all'università di Colonia, i ricercatori di UNIGE poteva misurare e registrare l'attività elettrica delle aree subcortical di quattro pazienti di Tourette e di OCD che erano stati dati l'elettrodo impianta. Allo stesso tempo, queste persone sono state fornite di un elettroencefalogramma mentre gli scienziati hanno misurato l'attività delle stesse aree dalla superficie. “Gli algoritmi matematici che abbiamo sviluppato abbiamo significato che potremmo interpretare esattamente i dati forniti dall'elettroencefalogramma ed accertare di dove l'attività di cervello stava venendo,„ dice Seeber. Ed il verdetto? I risultati correlati perfettamente. “Nell'ottenere i segnali altamente simili come con gli innesti, definitivo abbiamo provato che l'elettroencefalogramma della superficie può essere usato per vedere che cosa sta accadendo nella parte più profonda del cervello senza dovere entrare direttamente in!„ dice il professor Michel.

La porta è aperta ai nuovi trattamenti di precisione

“Ora che sappiamo che l'elettroencefalogramma può essere usato per analizzare le zone subcortical,„ continua Seeber, “possiamo provare a capire come comunicano a vicenda e la corteccia nella speranza che potremo capire meglio le cause delle malattie quali Tourette e OCD.„ Gli scienziati sono egualmente entusiasta usare la tecnica per migliorare i metodi di trattamento correnti, in base a riequilibrare le interazioni della rete facendo uso di scossa elettrica molto leggera. Egualmente vorrebbero applicarli ad altre malattie quali l'obesità, la dipendenza o Alzheimer. “Infine, speriamo che a tempo possiamo stimolare le aree profonde del cervello dalla superficie via un trattamento elettromagnetico, eliminante una volta per tutte gli innesti dell'elettrodo nel cervello!„ conclude il professor Michel.