Nel laboratorio di Thilo Womelsdorf alla Vanderbilt University sta accadendo qualcosa di davvero insolito. I ricercatori hanno appena scoperto che il cervello può essere “riparato” usando impulsi elettrici mirati, così come un meccanico aggiusta un motore. La cosiddetta “elettroceutica” sta sostituendo i farmaci tradizionali nel trattamento di disturbi cognitivi, memoria compromessa e problemi di apprendimento.
Lo studio pubblicato su Neuron dimostra che stimolazioni elettriche precise possono amplificare la cognizione e restituire funzioni perdute. Una scoperta che potrebbe cambiare per sempre il modo in cui curiamo Alzheimer, disturbi ossessivo-compulsivi e lesioni cerebrali.
Come funziona l’elettroceutica nel cervello
Il termine elettroceutica nacque su Nature nel 2013 per descrivere una medicina completamente nuova: invece di molecole chimiche, impulsi elettrici per modulare le funzioni del corpo umano. Womelsdorf e il suo team hanno identificato due strutture cerebrali cruciali dove gli impulsi elettrici si collegano direttamente all’apprendimento flessibile degli oggetti visivi.
La corteccia cingolata anteriore e lo striato rappresentano i “centralini” della cognizione. Quando questi circuiti ricevono una stimolazione elettrica mirata attraverso interfacce cervello-computer, l’apprendimento accelera e l’attenzione migliora drasticamente. Il segreto sta nell’amplificare gli impulsi elettrici intrinseci del cervello, quelli che precedono naturalmente i periodi di apprendimento potenziato.
“La premessa di questo studio si basava sull’intuizione che brevi impulsi elettrici all’interno di questa rete cerebrale precedono periodi con apprendimento migliorato”, spiega Womelsdorf.
“Potenziando questi impulsi di apprendimento intrinseci del cervello siamo riusciti ad accelerare il processo di apprendimento e migliorare efficacemente la flessibilità cognitiva”.
Elettroceutica vs farmaci tradizionali
La differenza tra elettroceutica e medicina tradizionale è profonda. I farmaci chimici viaggiano attraverso il sangue, influenzando tutto l’organismo con effetti collaterali spesso pesanti. Gli elettroceutici agiscono direttamente sui segnali elettrici disfunzionali, sostituendo i prodotti farmaceutici modulando direttamente i segnali cerebrali danneggiati.
I neurologi già utilizzano interfacce cervello-computer elettriche per aiutare pazienti con Parkinson e lesioni del midollo spinale quando farmaci e altre terapie riabilitative non sono efficaci. Per questi disturbi, le interfacce cervello-computer sono diventate elettroceutici che sostituiscono i farmaci tradizionali.
Esistono disturbi gravi dove la cognizione è bloccata, come nei pazienti con disturbi ossessivo-compulsivi, o dove la cognizione non può più accedere ai ricordi come nella demenza da Alzheimer. Per queste disabilità cognitive le interfacce cervello-computer promettono di diventare opzioni di trattamento elettroceutico di nuova generazione.
Dal laboratorio alla pratica clinica
La ricerca di Womelsdorf, finanziata dal National Institute of Mental Health USA, potrebbe aprire la strada a progressi più rapidi nello sviluppo di interfacce cervello-computer capaci di ripristinare o assistere le funzioni cognitive in pazienti con disabilità cognitive.
Lo studio ha coinvolto studenti e ricercatori di bioingegneria come Louis Treuting, Charles Gerrity, Adam Neumann e Kianoush Banaie Boroujeni della Princeton University. Il team ha utilizzato algoritmi di intelligenza artificiale per decodificare i segnali cerebrali e tradurli in stimolazioni elettriche precise.
L’elettroceutica non è limitata al cervello. Studi italiani stanno sperimentando stimolazioni magnetiche statiche per rallentare la progressione della SLA, mentre altre ricerche puntano a riparare lesioni del midollo spinale con mini-elettrodi.
Il futuro degli elettroceutici
La strada verso un’elettroceutica cognitiva di massa è ancora lunga, ma i risultati sono promettenti. Aziende come GlaxoSmithKline e Verily (spin-off di Google) hanno creato Galvani Bioelectronics, una joint venture da 700 milioni di dollari per sviluppare questa tecnologia.
Questa medicina elettrica apre scenari inediti: pazienti paralizzati che controllano protesi robotiche con il pensiero, persone afasiche che tornano a comunicare, malati di Alzheimer che recuperano la memoria. Gli impulsi elettrici sostituiranno davvero le pillole, un elettrodo alla volta?
Il cervello umano, dopo secoli di cure chimiche, sarà trattato come ciò che in fondo è: una macchina elettrica che può essere riparata con la stessa energia che la alimenta.
