Una collaborazione pionieristica tra ETH Zurich, l'Università di Zurigo e la NYU ha portato allo sviluppo di un sistema rivoluzionario nell'luglio 2025, capace di stimolare simultaneamente più aree cerebrali in modo preciso e non invasivo.
Questa innovazione, basata sull'ultrasuono transcranico olografico (TUS), apre nuove prospettive per il trattamento di disturbi neurologici e psichiatrici, offrendo la possibilità di modulare i circuiti neurali con una precisione senza precedenti, senza ricorrere alla chirurgia. Il sistema TUS olografico utilizza un dispositivo simile a un casco, equipaggiato con 512 emettitori a ultrasuoni. Questi emettitori focalizzano le onde sonore in schemi complessi, guidandole attraverso il cranio per attivare specifici neuroni. Questo approccio non solo aumenta la precisione della stimolazione, ma riduce anche l'intensità necessaria degli ultrasuoni, minimizzando potenzialmente gli effetti collaterali.
La ricerca, pubblicata su Nature Biomedical Engineering, fornisce per la prima volta una prova visiva dell'attivazione dei circuiti cerebrali da parte di schemi ultrasonici in animali vivi. Questa scoperta potrebbe portare allo sviluppo di trattamenti innovativi e non invasivi per patologie quali il morbo di Parkinson, la depressione e l'epilessia. Il team prevede inoltre di testare la tecnologia su modelli animali per malattie come l'Alzheimer, il tremore e il recupero post-ictus. Finanziata dai National Institutes of Health (NIH) degli Stati Uniti, questa ricerca rappresenta un passo avanti significativo nel campo della neuromodulazione non invasiva.
Il team di ricerca sta attivamente esplorando le applicazioni cliniche di questa tecnologia, con l'obiettivo di tradurre queste scoperte in terapie concrete per i pazienti. La capacità di influenzare reti neurali distribuite in modo cooperativo, come dimostrato dalla ricerca, promette un'efficacia potenziata nella stimolazione, abbassando la soglia di attivazione di un ordine di grandezza. Questo approccio, che permette di stimolare da tre a cinque punti contemporaneamente, è particolarmente promettente dato che il cervello opera attraverso reti interconnesse.
La possibilità di visualizzare simultaneamente gli esiti della neuromodulazione tramite tecniche di imaging avanzate consente un feedback rapido e un perfezionamento dei protocolli di stimolazione, aprendo la strada a un mappaggio cerebrale funzionale completo e a interventi terapeutici personalizzati. La ricerca ha evidenziato come gli ultrasuoni a bassa intensità possano modulare i circuiti neurali, agendo sui canali ionici meccano-sensibili sulle membrane neuronali, un meccanismo che è ancora oggetto di studio approfondito per comprenderne appieno le vie biofisiche.
Questo progresso si inserisce nel più ampio contesto degli sviluppi nella neuromodulazione non invasiva, che include tecniche come la stimolazione magnetica transcranica (TMS) e la stimolazione a corrente continua transcranica (tDCS), ma offre una precisione spaziale e una capacità di raggiungere target profondi precedentemente inaccessibili senza interventi invasivi. La ricerca è supportata da finanziamenti significativi, inclusi quelli dei National Institutes of Health (NIH), che sottolineano l'importanza strategica di questo campo per il futuro della medicina neurologica.