La magnetoencefalografia (MEG) è una tecnica importante per la ricerca e la diagnosi sul cervello. Ma i sistemi di MEG sono così costosi che non tutti i paesi dell'UE ne hanno uno a tutt'oggi.

Un gruppo di ricercatori svedesi dimostra ora che la MEG può essere eseguita con una tecnologia molto più conveniente di quella impiegata oggi - tecnologia in grado, inoltre, di fornire nuove conoscenze sul cervello.

La comunicazione tra le cellule del cervello genera campi magnetici che possono essere misurati con sensori SQUID. La MEG focale mette i sensori più vicino alla testa, migliorando così i livelli di segnale e migliorando la focalizzazione sull'attività cerebrale. (Credit: Illustration: Philip Krantz, Krantz Nanoart)

La MEG è usata oggi come sistema diagnostico in molti ospedali altamente specializzati. Tra le applicazioni ci sono la pianificazione pre-operatoria per la chirurgia del cervello e la diagnosi di epilessia e demenza. Un unico sistema MEG costa circa 3 milioni di Euro per l'acquisto e 200 mila Euro di costi di gestione annui. A causa del prezzo alto, non c'è al momento neanche un sistema MEG in molti paesi con cure mediche di alta tecnologia, compresa la Svezia.

Un gruppo di ricercatori della Chalmers University of Technology e dell'Università di Göteborg stanno ora lavorando su una tecnologia che può rendere molto più accessibile la MEG. L'idea è un sistema MEG semplice e abbastanza economico da essere disponibile in ogni ospedale, fornendo allo stesso tempo possibilità di indagini completamente nuove e fondamentali nella ricerca sul cervello.

Il cuore del sistema è una nuova classe di sensori che, a differenza dei sensori MEG odierni, non richiedono raffreddamento a -269°C. Questi invece funzionano a -196°C. Questa possibilità offre molti vantaggi: "Uno di questi è la riduzione dell'isolamento tra i sensori e la testa del soggetto", spiega Dag Winkler, professore di fisica alla Chalmers. "I sensori possono quindi andare molto più vicino al cervello in modo da ottenere una foto a risoluzione più alta dell'attività cerebrale". Con la tecnologia di oggi, è possibile registrare l'attività in una zona del cervello più o meno delle dimensioni di una moneta da 1€. Con la "Focal MEG" (MEG con sensori raffreddati ad azoto liquido) la precisione può essere migliorata così da registrare in un'area del cervello che è una frazione di quelle dimensioni.

Un esempio di ciò che comporta questo, è la diagnosi dell'autismo nei bambini in una età precedente - cosa che sarebbe molto significativa considerando quanto sia importante che questi bambini abbiamo il giusto aiuto il più presto possibile. "Un altro vantaggio importante della MEG focale è che il liquido necessario per raffreddare l'hardware è solo l'azoto liquido", aggiunge Dag Winkler. "La MEG attuale richiede l'elio liquido, che è estremamente costoso. Inoltre, utilizzando l'azoto al posto dell'elio, si può costruire l'hardware con una flessibilità molto maggiore e con meno complicazioni".

I ricercatori di Gothenburg hanno dimostrato che la MEG focale funziona per gli studi cerebrali avanzati. Usando due sensori che hanno sviluppato, hanno registrato con successo l'attività cerebrale spontanea, qualcosa che non era mai stato fatto prima con sensori raffreddati a liquido di azoto. La possibilità di registrare l'attività cerebrale spontanea (al contrario dell'attività mediata dalla stimolazione ripetuta) è un'indicazione consistente che si può registrare l'attività cerebrale più complicata. "L'ipotesi prevalente tra i ricercatori della MEG era che la MEG con sensori raffreddati ad azoto liquido non fosse fattibile", dice Justin Schneiderman, assistente professore di ingegneria biomedica dell'Università di Göteborg e del MedTech West. "Ma abbiamo ora cominciato a perforare questa ipotesi, dimostrando una buona sensibilità in due onde cerebrali note in parti del cervello molto ben conosciute".

I ricercatori hanno anche fatto una scoperta inaspettata. Hanno registrato una onda cerebrale insolitamente forte - il cosiddetto ritmo theta - nella parte posteriore del cervello, mentre i metodi attuali tendono a trovare onde theta solo in altre parti del cervello. "Questo è molto elettrizzante", dice Mikael Elam, professore di Neurofisiologia Clinica all'Università di Göteborg. "Potrebbe essere un tipo non ancora rilevato di segnale del cervello che può essere trovato quando si prendono le misura più vicino alla testa come facciamo noi".

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Fonte: Materiale della Chalmers University of Technology.

Riferimento: F. Öisjöen, JF Schneiderman, GA Figueras, ML Chukharkin, A. Kalabukhov, A. Hedström, M. Elam, D. Winkler. High-Tc superconducting quantum interference device recordings of spontaneous brain activity: Towards high-Tc magnetoencephalography. Applied Physics Letters, 2012; 100 (13): 132601 DOI: 10.1063/1.3698152.

Pubblicato in ScienceDaily il 12 Dicembre 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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