Una nuova tecnica per la stimolazione magnetica a lungo termine di aree localizzate del cervello – che non richiede il ricorso a impianti o connessioni esterne – è in corso di definizione presso il Massachusetts Institute of Technology. Descritta in un articolo pubblicato su  “Science”,  finora è stata  sperimentata su topi, e in prospettiva potrebbe rappresentare una nuova terapia per varie malattie neurologiche.

La stimolazione elettrica di specifiche aree cerebrali si è dimostrata in grado di ridurre o eliminare i tremori che sono uno dei principali sintomi della malattia di Parkinson. Tuttavia si tratta di una risorsa estrema, utilizzabile solo in casi selezionati, perché è altamente invasiva e richiede l’impianto nel cervello di elettrodi collegati tramite fili a una fonte di alimentazione esterna.

Il metodo progettato da Polina Anikeeva e colleghi richiede invece solo l’iniezione di nanoparticelle magnetiche che vanno a insediarsi nel tessuto cerebrale e vengono poi attivate da un generatore esterno di campi magnetici alternati. L’attivazione delle nanoparticelle riesce a stimolare i neuroni con cui sono in contatto grazie a un “trucco” ideato dai ricercatori.

Quando sono esposte a un campo magnetico alternato, infatti, le nanoparticelle si scaldano provocando un aumento localizzato della temperatura. Se i neuroni circostanti esprimono i recettori per la capsaicina – quelli che l’organismo sfrutta per rilevare e inviare segnali relativi alla percezione del calore (ma anche del “bruciore” provocato dai cibi piccanti) – allora si attivano.

I neuroni cerebrali, però, normalmente non possiedono i recettori per la capsaicina; per questo i neuroni dell’area che si vuole attivare vengono “infettati” con un vettore virale che inserisce in essi il gene per quei recettori.

Le nanoparticelle, che hanno un diametro di soli 22 nanometri, vengono iniettate nella sede prescelta, dove rimangono e si integrano nel tessuto circostante senza però avere con esso alcuna interazione, tranne quando si scaldano. “Nanoparticelle analoghe a quella da noi usate – dice la Anikeeva –  sono state impiegate per decenni come agenti di contrasto nella risonanza magnetica, e sono considerate relativamente sicure per l’organismo umano.”

Nei test sui topi, i ricercatori hanno dimostrato che l’applicazione del campo magnetico esterno riesce effettivamente ad attivare i gruppi di neuroni desiderati e che questa capacità persiste per molti mesi dopo l’iniezione delle nanoparticelle.

Il prossimo passo verso il trasferimento di questa tecnologia dal laboratorio alla pratica clinica nell’uomo, ha detto la Anikeeva “è quello di capire meglio come funziona il nostro metodo attraverso la registrazione delle risposte neurali ed esperimenti comportamentali, così da valutare se vi siano altri effetti collaterali sui tessuti della zona interessata”.

L’idea di partenza, spiegano gli autori, è stata mutuata da alcuni studi sul cancro, nei quali si cerca di sfruttare il calore indotto dalle nanoparticelle per surriscaldare le cellule tumorali e portarle a morte. Anikeeva e colleghi hanno quindi studiato il modo per calibrare la stimolazione termica indotta, così da eccitare i neuroni senza danneggiarli o ucciderli, e per dare alle nanoparticelle dimensioni e forma controllati con precisione al fine di massimizzare la loro interazione con il campo magnetico alternato applicato.