Il volontario si siede davanti allo schermo. È pronto, e i ricercatori fanno partire la procedura. In cosa consiste? Un minuto di ultrasuoni transcranici finalizzati all’apprendimento rapido, puntati su una regione grande come un fagiolo, sepolta a centimetri sotto la superficie cerebrale.
Dieci minuti dopo, il volontario si sottopone a un test: scegliere tra due opzioni, imparare quale paga di più, ripetere la scelta giusta. Con quali risultati? Le persone stimolate imparano più in fretta dalle ricompense positive, ripetono le scelte vincenti con maggiore costanza e decidono più rapidamente quando sanno che una scelta funziona. I ricercatori l’hanno fatto senza aprire il cranio ai volontari, senza elettrodi, senza anestesia. Solo onde sonore focalizzate su un punto preciso del circuito della motivazione.
Ultrasuoni transcranici per l’apprendimento rapido: cosa cambia nel cervello
Lo studio pubblicato su Nature Communications ha coinvolto 26 volontari sani seguiti dal team dell’Università di Plymouth guidato dalla professoressa Elsa Fouragnan. Ogni partecipante ha completato quattro sessioni: una per pianificare l’intervento, tre con stimolazione applicata a diverse aree cerebrali. La tecnica si chiama TUS (stimolazione ultrasonica transcranica) e funziona così: un trasduttore posizionato sul cranio emette onde sonore che attraversano l’osso e raggiungono strutture profonde con precisione millimetrica.
Il bersaglio è il nucleus accumbens, quella piccola struttura dello striato ventrale (una parte profonda del cervello coinvolta soprattutto in motivazione, emozioni e senso di ricompensa) che decide quanto una ricompensa ci attira. È il punto dove i segnali della dopamina e gli input limbici si incontrano per modellare quanto forte un premio tira le nostre scelte. Fino a ieri, per raggiungerlo serviva la stimolazione cerebrale profonda (DBS): elettrodi impiantati chirurgicamente, anestesia, rischi. Oggi bastano un gel conduttivo e 60-80 secondi di ultrasuoni.
Dopo la stimolazione, i partecipanti mostravano un aumento del tasso di apprendimento seguendo ricompense positive, una maggiore probabilità di ripetere scelte che avevano funzionato e tempi di decisione più rapidi quando riconoscevano un’opzione vincente.
Gli effetti erano misurabili, replicabili e diversi a seconda dell’area stimolata.
La differenza con la stimolazione cerebrale profonda
I ricercatori hanno confrontato i risultati con quelli di pazienti trattati con DBS per anoressia nervosa resistente al trattamento. La stimolazione profonda tende a normalizzare i comportamenti di ricerca della ricompensa. Gli ultrasuoni transcranici hanno mostrato un effetto opposto ed eccitatorio. Entrambe le tecniche modificano la sensibilità alla ricompensa e l’apprendimento, ma lo fanno in direzioni diverse. Un po’ come girare la stessa manopola in senso orario o antiorario.
La differenza cruciale? La TUS non richiede chirurgia, non lascia hardware impiantato, non comporta i rischi di un’operazione invasiva. È reversibile, personalizzabile, ripetibile. Come raccontavamo parlando di sonogenetica, le tecniche basate su ultrasuoni stanno aprendo scenari che fino a poco fa richiedevano impianti permanenti.
Dipendenze, depressione e disturbi alimentari nel mirino
Le implicazioni terapeutiche sono belle e chiare. I disturbi da dipendenza, la depressione, i disturbi alimentari condividono tutti alterazioni nei circuiti della ricompensa. Modulare il nucleus accumbens in modo non invasivo potrebbe offrire un’alternativa terapeutica per condizioni dove le opzioni attuali sono limitate o comportano rischi significativi. La professoressa Elsa Fouragnan, direttrice del Centro per gli Ultrasuoni Terapeutici e del Brain Research and Imaging Centre (BRIC) di Plymouth, ha definito questo lo studio più significativo della sua carriera.
Perche? Il punto è semplice: la ricerca ha trovato un collegamento chiaro tra un tratto cognitivo specifico (legato all’impulsività) e una struttura cerebrale profonda che fino a ieri era irraggiungibile senza chirurgia. Ora possono modularla in modo non invasivo e personalizzato. Le possibilità di traduzione clinica sono straordinarie, dice Fouragnan. Ma servono ovviamente cautele.
La ricerca fa parte di un programma più ampio che l’Università di Plymouth sta conducendo sui benefici della TUS per ansia, depressione, dipendenze e altri disturbi neurologici o psichiatrici. Altri gruppi nel Regno Unito stanno testando il potenziale degli ultrasuoni per la dipendenza da alcol, modulando l’attività nelle regioni cerebrali associate alla ricompensa.
Apprendimento rapido: dove finisce la terapia e inizia il potenziamento
Resta una domanda aperta. Se possiamo modificare come il cervello impara dalle ricompense con una sessione di ultrasuoni di un minuto, dove tracciamo il confine tra terapia e potenziamento cognitivo? La tecnica funziona su volontari sani. Potrebbe essere usata per migliorare l’apprendimento in contesti educativi, lavorativi, sportivi. Oppure potrebbe creare dipendenze da stimolazione artificiale dei circuiti della motivazione.
La tecnologia è qui. Gli effetti sono dimostrati. Le applicazioni cliniche sembrano promettenti. Ma la neurotecnologia non invasiva pone domande etiche che la chirurgia invasiva, per sua natura limitata a casi estremi, aveva evitato di sollevare.
Quando modificare i circuiti della ricompensa diventa facile come indossare un casco, chi decide quando è appropriato farlo?
