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Gli impianti cerebrali possono ripristinare i circuiti che si accendono in modo errato
Uno studio che ha combinato la stimolazione elettrica del cervello con l'imaging avanzato ha mostrato come la correzione dei circuiti neurali che non funzionano correttamente può ridurre i sintomi di un comune disturbo psichiatrico.
Un pacemaker cerebrale ha aiutato a rimettere in carreggiata i circuiti cerebrali non sincronizzati in pazienti con forme estreme di disturbo ossessivo-compulsivo (DOC), segnalato ricercatori di ieri Neuroscienze della natura . Il lavoro potrebbe aiutare a migliorare il trattamento del disturbo ossessivo compulsivo grave e persino portare ad altre nuove forme di trattamento meno invasive.
Il disturbo ossessivo-compulsivo è una condizione psichiatrica che induce i pazienti ad avere pensieri ossessivi che sono spesso legati a comportamenti compulsivi ripetitivi. I neuropsichiatri Martijn Figee e Damiaan Denys dell'Academic Medical Center di Amsterdam e i loro colleghi hanno utilizzato la risonanza magnetica funzionale, o fMRI, per monitorare i cambiamenti nel flusso sanguigno nel cervello, un proxy per l'attività neurale, sia in pazienti sani che durante il trattamento di pazienti con casi gravi di disturbo ossessivo compulsivo con stimolazione cerebrale profonda.
Benjamin Greenberg , uno psichiatra della Brown University che usa la stimolazione cerebrale profonda per trattare il disturbo ossessivo compulsivo intrattabile nei suoi pazienti, che non era coinvolto nel progetto, afferma che lo studio è stato un tour de force: fare fMRI in pazienti a cui sono stati impiantati elettrodi di stimolazione cerebrale profonda il loro cervello richiede una quantità enorme di lavoro molto scrupoloso per assicurarsi che tu possa farlo in sicurezza, dice. La tecnologia MRI utilizza forti campi magnetici e impulsi a radiofrequenza, entrambi i quali potrebbero interrompere la batteria dello stimolatore o, peggio ancora, riscaldare il cervello attorno all'elettrodo, afferma Figee. Ma utilizzando una bobina magnetica che circonda solo la testa del paziente, spegnendo brevemente lo stimolatore durante la scansione e adottando alcune altre misure di sicurezza, i ricercatori hanno potuto rilevare i cambiamenti neurali nei pazienti trattati.
Lo studio ha mostrato che i pazienti con disturbo ossessivo compulsivo avevano meno attività rispetto ai partecipanti sani in una regione del cervello chiamata nucleo accumbens, che è coinvolta nei processi motivazionali e nei comportamenti automatici, afferma Figee. Ma il disturbo in realtà sembra essere legato alla connettività tra il nucleo accumbens e la corteccia frontale, che aiuta un individuo a decidere se fare o meno qualcosa. La comunicazione tra queste regioni era in realtà più elevata nei pazienti con disturbo ossessivo compulsivo quando i loro stimolatori erano spenti; quando gli stimolatori erano accesi, la connettività si abbassava.
È sia un effetto locale che globale, dice Figee. Nel DOC, quando i pazienti sono coinvolti in comportamenti non salutari, non possono fare nient'altro, si lavano continuamente le mani a scapito di tutti gli altri comportamenti normali, per esempio. C'è un continuo dialogo incrociato e un'eccessiva connettività tra la corteccia frontale e il nucleo accumbens, e questo è ciò che la stimolazione cerebrale profonda sembra interrompere, dice, ignorando le oscillazioni legate alla malattia tra le due regioni del cervello.
I risultati si adattano a ciò che molti ipotizzano accada con la stimolazione cerebrale profonda, afferma Figee. Per un po', la comunità scientifica ha ipotizzato che questa risincronizzazione di un intero circuito cerebrale dovesse essere alla base degli effetti terapeutici, ma non potremmo mai provarlo, dice. Ora sappiamo che stiamo esaminando proprio i cambiamenti di rete e la sincronizzazione.
I risultati potrebbero portare a metodi che ci aiuterebbero a diagnosticare le persone utilizzando le firme dell'attività cerebrale, nonché a metodi che potrebbero aiutarci a monitorare i trattamenti che vanno dai farmaci alle terapie comportamentali alla stimolazione cerebrale profonda, afferma Greenberg.
Potrebbe anche portare a dispositivi stimolanti il cervello più intelligenti. In qualche modo i pacemaker che usiamo per il cervello non sono intelligenti come quelli che usiamo per il cuore, dice Greenberg. Se hai un defibrillatore impiantato per il cuore, puoi rilevare attività anomale e accendere il dispositivo solo per interromperlo. Ma nel cervello stiamo ancora imparando qual è l'attività anormale che vogliamo influenzare. Questo è un passo verso la comprensione di ciò che potremmo provare a percepire, e quindi potremmo essere in grado di interromperlo, dice.
Il prossimo passo, dice Figee, sarà vedere se lui e i suoi colleghi possono utilizzare le misure dell'attività cerebrale per determinare se lo stimolatore cerebrale profondo di un paziente funziona correttamente. Un impianto ha diversi elettrodi e possono essere necessari molti tentativi ed errori per imparare quale dovrebbe essere attivo e con quali impostazioni di impulso per ciascun paziente. Ancora non sappiamo davvero cosa facciamo; a volte le persone rispondono, a volte no, a volte ci vogliono settimane o un anno per provare tutti i tipi di impostazioni, dice. L'uso degli strumenti di scansione del cervello in clinica potrebbe richiedere anni, ma è possibile, afferma Figee. Questo può aiutarci a concentrarci sulla sincronizzazione del cervello a cui dovremmo mirare, dice.