La stimolazione elettrica potrebbe essere la nuova medicina, prescritta dal medico per ciò che ci affigge

Benjamin Metcalfe è assistente professore d’ingegneria all’Università di Bath, ha scritto:
«Il detto “Se l’unico strumento che hai in mano è un martello, ogni cosa inizierà a sembrarti un chiodo”, è particolarmente adatto in medicina, dove i medici con una pillola trattano quasi tutte le condizioni, dalla depressione all’ipertensione. Se il tuo medico ti ha prescritto qualcosa di diverso da una pillola (supponendo che tu non abbia bisogno di un intervento chirurgico), potresti pensare che sia un ciarlatano, ma presto questo giudizio cambierà perché la medicina sta sviluppando l’idea di trattare molte malattie con gli impulsi elettrici.
Perché l’elettricità? Beh, tutto quello che facciamo, dal camminare ai sogni, è controllato o regolato da impulsi elettrici che viaggiano attraverso il nostro sistema nervoso, trasmettendo informazioni, permettendoci di prendere decisioni complesse. Il fulcro dell’attività elettrica è nel cervello, da lì i nervi si diramano verso tutti gli angoli del corpo.
L’importanza di questi impulsi elettrici è dimostrata dall’impatto delle lesioni a qualsiasi parte del sistema nervoso, spesso porta alla paralisi irreversibile. Il trauma più comune comporta una lesione al midollo spinale.
Le lesioni del midollo spinale in tutto il mondo colpiscono circa 2,5 milioni di persone con più di 130.000 nuovi casi ogni anno. Se riuscissimo a trovare un modo per leggere e scrivere gli impulsi elettrici, in altre parole capire il linguaggio del sistema nervoso, avremmo un’interfaccia digitale con il corpo: un dispositivo impiantato sarebbe quindi in grado di colmare la lacuna lasciata da una lesione del midollo spinale.
Le persone con lesioni del midollo spinale potrebbero non essere le uniche a beneficiare di questo tipo di tecnologia, potremmo istruire il pancreas a produrre più insulina, oppure potremmo aumentare o abbassare la frequenza cardiaca senza dover ricorrere a pillole. In sostanza, potremmo prendere il controllo del corpo.

Rane danzanti
Luigi Galvani è stato uno dei primi scienziati a rendersi conto che l’elettricità poteva avere un qualche coinvolgimento nel normale funzionamento della vita. Lo scoprì nel 1781 quando condusse esperimenti sulle rane, facendo contrarre le loro zampe con l’elettricità. A distanza di un secolo, è stata lanciata l’idea di un pacemaker cardiaco artificiale.
Oggi la bioelettronica è un campo di ricerca molto attiva, ma nei due secoli successivi da quando Galvani ha fatto ballare le sue rane, in commercio ci sono solo alcuni dispositivi che s’interfacciano con il sistema nervoso. Il più comune è il pacemaker, un dispositivo che è stato impiantato per la prima volta a Stoccolma nel 1958.
L’obiettivo promettente per i nuovi dispositivi è il nervo vago, questo nervo, che corre lungo entrambi i lati del collo, è collegato a molti organi, i dispositivi che lo stimolano possono essere in grado di trattare malattie che vanno dall’artrite reumatoide all’alcolismo. Tra i nuovi dispositivi ha avuto successo quello per il trattamento dell’epilessia resistente ai farmaci, prodotto da LivaNova, è già stato utilizzato da oltre 100.000 persone. Aiuta a prevenire l’attività elettrica anomala che causa le crisi cerebrali applicando piccoli impulsi elettrici (viaggiano lungo il nervo vago e nel cervello) a intervalli regolari 24 ore il giorno, ogni giorno. Oltre il 40% dei pazienti dotati di questo dispositivo ha dimezzato il numero di crisi epilettiche. Tuttavia, la stimolazione costante può causare effetti collaterali indesiderati, tra cui dolore, mal di testa e disturbi respiratori.

Progressi in corso
La stimolazione del nervo vago con l’elettricità è chiaramente benefica, comunque è un metodo abbastanza brusco. Stimolare il nervo vago è come urlare un ordine piuttosto che unirsi a una conversazione. Sarebbe molto più potente se potessimo registrare i messaggi che viaggiano già lungo i nervi, per esempio, questi messaggi potrebbero avvisarci dell’inizio di un attacco epilettico e consentire la stimolazione su richiesta che attenua gli effetti collaterali indesiderati del corrente sistema.
Registrare i segnali in un nervo non è facile. Il nervo vago contiene decine di migliaia di neuroni e ogni segnale elettrico è incredibilmente debole e difficile da rilevare. A ciò si aggiunge che i segnali d’interferenza dei muscoli sono spesso 100 volte più grandi dei segnali all’interno dei nervi: ad esempio per rilevare un attacco imminente, un dispositivo impiantato deve allo stesso tempo essere in grado di registrare e identificare un piccolo segnale da un altro. Ciò non è diverso dall’essere a un concerto rock e cercare di ascoltare una conversazione dall’altro lato dello stadio.
Malgrado queste sfide, il continuo lavoro di scienziati, medici e ingegneri sta iniziando a realizzare il sogno della medicina bioelettronica. I progressi nella tecnologia degli elettrodi, nell’elaborazione del segnale e nella progettazione degli impianti hanno giocato un ruolo chiave. Le nuove registrazioni effettuate dal nervo vago hanno decifrato informazioni sulla respirazione, potrebbero essere vitali per la progettazione di dispositivi che trattano i disturbi respiratori.
Luigi Galvani più di due secoli fa ha fatto ballare le sue rane, ora le vere possibilità delle interfacce neurali si stanno finalmente realizzando. Il nervo vago non è l’unico bersaglio, la ricerca in Inghilterra mira a ripristinare il controllo della vescica nei pazienti con lesioni del midollo spinale, registrando i segnali provenienti dai nervi sacrali, nel frattempo in tutto il mondo c’è un rinnovato sforzo per creare protesi di arti che sono controllate direttamente dalla mente del paziente.
L’elettricità non può sostituire i farmaci convenzionali, ma in un futuro non troppo lontano, sicuramente li completerà».

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Pino Silvestri

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Pino Silvestri, blogger per diletto, fondatore, autore di Virtualblognews, presente su Facebook e Twitter.
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