Parkinson, un dispositivo sarà in grado di controllare i problemi di movimento

Sarà presto possibile un'assistenza personalizzata 24 ore su 24 per i pazienti affetti dal morbo di Parkinson, una malattia neurodegenerativa a lenta ma progressiva evoluzione che colpisce circa 10 milioni di persone in tutto il mondo. Gli scienziati dell'Università della California - San Francisco, guidati dal professore di chirurgia neurologica Philip Starr, hanno messo a punto un dispositivo impiantabile in grado di trattare i problemi di movimento durante il giorno e l'insonnia di notte.

L'approccio, chiamato "stimolazione cerebrale profonda adattiva" o "aDBS", utilizza metodi derivati dall'intelligenza artificiale per monitorare l'attività cerebrale di un individuo alla ricerca di cambiamenti nella sintomatologia. Una volta individuati, interviene con impulsi elettrici calibrati con precisione.

La terapia si associa ai farmaci abituali dei malati e, quando i medicinali sono attivi, fornisce meno stimolazione. Al contrario, maggiore stimolazione è data nel momento in cui termina l'effetto dei farmaci al fine di prevenire la rigidità. Il primo studio è apparso su "Nature Medicine". Il secondo, invece, è stato pubblicato su "Nature Communications".

I sintomi del morbo di Parkinson

Il morbo di Parkinson si caratterizza per una degenerazione dei neuroni della substantia nigra, una piccola area del sistema nervoso centrale. Essi producono la dopamina, una molecola indispensabile per il controllo della postura e del movimento. Inoltre nella stessa substantia nigra si riscontra un accumulo dei corpi di Lewy, ossia inclusioni sferiche formate da aggregati di una proteina, l'alfa-sinucleina. Tali caratteristiche spiegano i sintomi che includono:

• Problematiche motorie: tremore, rigidità, bradicinesia, acinesia, alterazione dei riflessi posturali, disturbi dell'andatura, crampi muscolari, parestesie, dolori;
• Problematiche neuropsicologiche: depressione, ansia, bradifrenia, disfunzioni cognitive;
• Problematiche autonomiche: disfagia, scialorrea, calo ponderale, urgenza minzionale, stipsi, insonnia, ritenzione urinaria, deficit dell'erezione, perdita dell'olfatto.

Il ripristino del movimento

Secondo i ricercatori è la prima volta che una tecnologia di impianto cerebrale "a circuito chiuso" ha dimostrato di funzionare durante la quotidianità dei pazienti con Parkinson. Il dispositivo raccoglie i segnali cerebrali per creare un meccanismo di feedback continuo che può ridurre i sintomi man mano che si presentano. Gli utenti possono disattivare la modalità adattiva o il trattamento completo mediante un dispositivo portatile.

Per il primo studio sono stati scelti quattro partecipanti al fine di testare l'approccio durante il giorno e di confrontarlo con una precedente tecnologia DBS per impianti cerebrali nota come costante o cDBS. Le manifestazioni motorie del Parkinson vengono inizialmente trattate con la levodopa, un farmaco che produce dopamina nelle regioni profonde del cervello responsabili del controllo del movimento.

Tuttavia l'eccesso di dopamina quando il farmaco fa effetto può causare movimenti incontrollati (discinesia). Terminata l'azione della levodopa, il tremore e la rigidità si ripresentano. Ad alcuni soggetti è quindi consigliato l'impianto di un dispositivo cDBS standard che, però, è in grado di provocare una virata della sintomatologia da un estremo all'altro durante il giorno.

La stimolazione cerebrale profonda adattiva

Per sviluppare un sistema DBS capace di adattarsi ai cambiamenti dei livelli di dopamina, è stato necessario far sì che la DBS fosse in grado di riconoscere i segnali cerebrali associati alle varie manifestazioni. Il prof. Starr, oltre che nel nucleo subtalamico o STN, ha trovato segnali alternativi in un'altra area cerebrale, la corteccia motoria.

Per molti mesi gli scienziati hanno creato una pipeline di analisi dei dati che potrebbe trasformare tutte queste scoperte in algoritmi personalizzati al fine di registrare, analizzare e rispondere all'attività cerebrale unica associata allo stato sintomatico di ciascun individuo. In tal modo si potrebbe migliorare la qualità della vita dei malati di Parkinson.

Trattare l'insonnia

La DBS continua ha lo scopo di mitigare i sintomi del movimento diurno, ma non allevia un disturbo associato al Parkinson: l'insonnia. Per colmare questa lacuna, Simon Little, professore associato di neurologia e collega di Starr, ha condotto uno studio separato che ha visto protagonisti quattro pazienti con Parkinson e uno affetto da distonia.

Dall'indagine è emerso che il dispositivo DBS sa riconoscere l'attività cerebrale associata a vari stati di sonno.

Inoltre esso potrebbe altresì individuare altri schemi indicanti la probabilità che una persona si svegli nel cuore della notte. Ora servono ulteriori approfondimenti. Gli scienziati sono già a lavoro. Stanno infatti sviluppando trattamenti simili per la DBS a circuito chiuso per una serie di disturbi neurologici.