Il microscopio a trasmissione di elettroni mostra una nanoparticella magneto-elettrica con il nucleo magnetostrittivo e il guscio piezoelettrico (tratteggio rosso).
Ricercatori dell'Indiana University stanno sviluppando una nuova tecnica di stimolazione cerebrale non invasiva per il trattamento dei disturbi neurologici, che comprendono il dolore, la lesione cerebrale traumatica (TBI), l'epilessia, il Parkinson, l'Alzheimer e altre.
"Dato l'uso crescente della stimolazione cerebrale nello studio del cervello umano e nel trattamento delle malattie neurologiche, questa ricerca può avere un grande impatto sui medici e sui loro pazienti", ha detto Xiaoming Jin PhD, professore associato di anatomia, biologia cellulare e fisiologia.
Quando una persona subisce un infortunio cerebrale, una lesione nervosa o una neurodegenerazione, come nell'epilessia e la TBI, c'è un danno al cervello che può portare a perdita e danni ai nervi o ai neuroni, e allo sviluppo dell'ipereccitabilità che sottende alcuni disturbi neurologici, come il dolore neuropatico e l'epilessia.
"Il trattamento convenzionale consiste principalmente nel provare a inibire direttamente tale ipereccitabilità", ha detto Jin, "ma abbiamo scoperto che il danno iniziale al cervello o al sistema nervoso è causato da una perdita di tessuto cerebrale, il che induce il sistema nervoso a compensare la perdita di funzione lavorando più duramente, quindi dobbiamo stimolare l'attività invece di inibirla".
La tecnica, descritta in uno studio appena pubblicato su Neurotherapeutics, usa un nuovo tipo di nanoparticelle magneto-elettriche che possono essere inviate a una parte specifica del cervello attraverso un campo magnetico. In seguito, si può emettere un'onda magnetica per stimolare l'attività neurale in quella parte particolare del cervello.
Il metodo non è invasivo, va bene per stimolare la funzione cerebrale profonda ed è più efficiente dei metodi tradizionali di stimolazione cerebrale, e non ha bisogno di manipolazione genetica.
"Questo è l'unico tipo nuovo di nanoparticelle che ci consente di stimolare efficacemente il cervello evitando procedure invasive", ha detto Jin. "Possiamo iniettare le nanoparticelle come soluzione in vena e poi portarle in qualsiasi parte del corpo. Quando si applica un magnete sulla testa, è possibile localizzare e consegnare le nanoparticelle alla regione obiettivo del cervello".
Il team sta lavorando alla tecnica da 5 anni, in collaborazione con l'Università di Miami, e spera di iniziare a studiare il metodo negli esseri umani entro i prossimi due anni.
Fonte: Indiana University (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Tyler Nguyen, Jianhua Gao, Ping Wang, Abhignyan Nagesetti, Peter Andrews, Sehban Masood, Zoe Vriesman, Ping Liang, Sakhrat Khizroev & Xiaoming Jin. In Vivo Wireless Brain Stimulation via Non-invasive and Targeted Delivery of Magnetoelectric Nanoparticles, Neurotherapeutics, 15 June 2021, DOI
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