Si tratta di un dispositivo non invasivo che utilizza campi elettrici alternati capaci di modulare l'attività del cervello per migliorare memoria e attenzione, ma anche per curare disturbi pischiatrici come la depressione
Da decenni la ricerca sta studiando tecniche che siano in grado di potenziare le capacità mentali degli esseri umani. Non solo per migliorare memoria e attenzione, ma anche per ripristinare funzioni compromesse da malattie neurodegenerative e migliorare la riabilitazione post-ictus. Qualche giorno fa la start-up Neuralink di Elon Musk ha annunciato di aver ottenuto dalla Food and Drug Administration (l'ente regolatorio statunitense in tema di salute pubblica) l'autorizzazione alla sperimentazione umana dei suoi microchip impiantabili nel cervello umano. Neuralink è stata fondata nel 2016 da un gruppo di imprenditori, tra cui Musk, per sviluppare un nuovo tipo di tecnologia di interfaccia tra il cervello umano e i dispositivi informatici. L'obiettivo è creare un sistema che possa aiutare le persone paralizzate o affette da malattie neurologiche a comunicare direttamente con un device esterno attraverso il pensiero. "L'installazione di un chip nel cranio umano - ha affermato la start-up - potrebbe ripristinare la funzione degli arti, migliorare il movimento umano, risolvere problemi con la vista e l'udito e aiutare con malattie come il Parkinson". Non solo. L'azienda americana punta anche a rendere questi impianti abbastanza sicuri e affidabili da poter essere utilizzati come interventi chirurgici elettivi: le persone potrebbero pagare per dotare il proprio cervello di potenza di calcolo.
Ma Elon Musk non è l’unico a lavorare su tecnologie innovative che puntano a migliorare la funzione mentale. Negli ultimi anni si sta lavorando anche a dispositivi non invasivi che sfruttano il principio di stimolazione transcranica a corrente alternata (tACS). Lo scopo di questa tecnica di stimolazione cerebrale è quello di modulare l'attività del cervello applicando al cranio (sulla fronte o sul cuoio capelluto) una debole corrente elettrica che promuova una sana funzione mentale, in particolare quando il cervello non è in grado di produrre questi ritmi da solo. Tuttavia, tACS è una tecnologia relativamente nuova e la sua efficacia è al centro di un ampio dibattito nel campo della stimolazione cerebrale. Mentre alcuni studi hanno dimostrato che può rafforzare o ravvivare i ritmi cerebrali migliorando la funzione mentale, altri suggeriscono che le correnti tipicamente utilizzate nei pazienti potrebbero essere troppo deboli per avere un effetto diretto. Ora un'ampia meta-analisi, condotta del Reinhart Lab della Boston University, spazza vie questi dati contrastanti, e fornisce una prova concreta dell’efficacia di questa promettente tecnologia. Lo studio è stato pubblicato su Science Transaltional Medicine.
La meta-analisi
Una meta-analisi condotta nel 2016 già aveva fornito prove che mostravano come l'uso di tACS migliorasse la funzione mentale. Da allora il numero di studi è più che raddoppiato, allo stesso tempo la progettazione di nuovi sistemi basati sulla tecnologia tACS è diventata sempre più sofisticata. Un studio svizzero del 2020, pubblicato su PLoS Biology, ad esempio, ha dimostrato che può contribuire ad alleviare i deficit nell’elaborazione dei suoni e migliorare la precisione nella lettura degli adulti dislessici. Pertanto i ricercatori della Boston University hanno deciso di eseguire una nuova meta-analisi su oltre 100 studi pubblicati per dimostrare con prove ancora più solide l’efficacia tACS.
Come funziona la stimolazione transcranica
La stimolazione transcranica a corrente alternata (tACS) consiste nel posizionare sul capo del paziente un cappuccio elastico incorporato con elettrodi che forniscono deboli correnti elettriche alternate a una specifica frequenza a cuoio capelluto. Applicando queste correnti controllate a specifiche regioni del cervello, è possibile “alterare” l'attività cerebrale spingendo i neuroni ad attivarsi ritmicamente. L'attivazione ritmica dei neuroni è vantaggiosa poichè, come suggerisce la ricerca, le cellule cerebrali comunicano in modo efficace quando coordinano il loro ritmo. Al contrario, nelle malattie neuropsichiatriche, questi schemi ritmici dell'attività cerebrale mostrano marcate anomalie che tACS punta a ripristinare.
tACS migliora attenzione e memoria
I ricercatori della Boston University hanno esaminato gli effetti della stimolazione transcranica a corrente alternata su 304 funzioni mentali in oltre 2.800 persone (persone sane, anziani e pazienti con condizioni neuropsichiatriche), e osservato un miglioramento costante e immediato della funzione mentale. "Quando abbiamo esaminato funzioni cognitive specifiche, come la memoria e l'attenzione - hanno affermato i ricercatori -, abbiamo osservato che tACS ha prodotto i miglioramenti più forti nella funzione esecutiva, o nella capacità di adattamento di fronte a informazioni nuove, sorprendenti o contrastanti. Abbiamo anche osservato miglioramenti nella capacità di prestare attenzione e di memorizzare informazioni sia per brevi che per lunghi periodi di tempo. Insieme, questi risultati suggeriscono che tACS potrebbe migliorare in particolare tipi specifici di funzione mentale, almeno a breve termine".
tACS potrà essere utile in condizioni psichiatriche come la depressione
Per esaminare l'efficacia del tACS in coloro che sono più "vulnerabili" ai cambiamenti nella funzione mentale, i ricercatori hanno esaminato con particolare attenzione i dati di studi che includevano adulti più anziani e persone con condizioni neuropsichiatriche. In entrambi gruppi, i ricercatori hanno osservato miglioramenti nella funzione cognitiva, da modesti a moderati, evidenti soprattutto nella memoria di lavoro, memoria a lungo termine, attenzione, controllo esecutivo e intelligenza fluida. I ricercatori hanno anche scoperto come negli studi mirati in cui la tACS colpiva contemporaneamente più regioni cerebrali e manipolava il modo in cui queste comunicavano tra loro, la tecnologia è stata in grado sia di migliorare che di ridurre la funzione cognitiva.
"Questo effetto bidirezionale sulla funzione mentale - hanno dichiarato i ricercatori - potrebbe essere particolarmente utile in clinica. Ad esempio, alcune condizioni psichiatriche come la depressione possono comportare una ridotta capacità di elaborare le ricompense, mentre altre come il disturbo bipolare possono comportare un sistema di elaborazione delle ricompense altamente attivo". Se tACS può cambiare la funzione mentale in entrambe le direzioni, i ricercatori potrebbero essere in grado in futuro di sviluppare sistemi flessibili e mirati che soddisfino esigenze cliniche specifiche.
Una rappresentazione delle regioni del cervello prese di mira da tACS. Il pannello di sinistra mostra gli obiettivi cerebrali di una singola regione e il pannello di destra descrive gli studi mirati ad almeno due regioni del cervello. (Credit: Grover et al., Sci. Transl. Med ., 2023)