Controllare il dolore cronico grazie agli ultrasuoni

L’idea di trattare il dolore cronico con una stimolazione elettrica circola già da un po’, e già da anni neurochirurghi e pazienti possono contare su dispositivi di neurostimolazione – anche detti pacemaker spinali – per interrompere i segnali dolorosi a livello del midollo spinale. Ma il campo dei pacemaker spinali è in continua evoluzione e oggi, negli Usa, un team di ricercatori mostra il prototipo di stimolazione del midollo spinale con un nuovo dispositivo altamente flessibile e soprattutto wireless, che si attiva grazie agli ultrasuoni. Il dispositivo è stato descritto dalla pagine di Nature Electronics.

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Neurostimolazione spinale attivata dagli ultrasuoni

La stimolazione del midollo spinale può essere utilizzata in diverse condizioni, per esempio per trattare dolore alla schiena in seguito a un intervento o la sindrome dell’arto fantasma. Ma perché rinnovare il campo dei neurostimolatori spinali? Uno dei motivi, spiegano dalla University of South California, ha a che fare con la necessità di alleggerire questi dispositivi e di rendere più facile la loro ricarica o sostituzione delle batterie (e relativi interventi chirurgici).

La soluzione proposta dal team guidato da Qifa Zhou è stata quella di rendere il loro dispositivo ricaricabile in wireless, grazie all’utilizzo degli ultrasuoni. “Sfruttando il trasferimento wireless di energia ad ultrasuoni e il sistema di feedback a circuito chiuso, questo stimolatore con trasmettitore a ultrasuoni indossabile elimina il bisogno di ingombranti batterie impiantate e consente una modulazione del dolore regolabile in tempo reale con precisione, ha spiegato Yushun Zeng, primo autore del paper, prossimo al dottorato.

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Gli ultrasuoni trasmessi dal trasmettitore vengono infatti convertiti in energia elettrica. L’azione del dispositivo impiantato nel midollo spinale, in maniera analoga ad altri più tradizionali, è quella di inibire la trasmissione del segnale doloroso, nello specifico, si legge nello studio, “alterando il bilancio tra stimoli nocicettivi e antinocicettivi”.

Neurostimolazione personalizzata

Il nuovo device è per ora un prototipo testato con successo nei ratti. Nei test del dolore, gli animali potevano muoversi in due diversi box, in uno dei quali veniva attivato lo stimolatore. E si muovevano in maniera non casuale, mostrando una spiccata preferenza per il box in cui veniva attivata la stimolazione del midollo spinale. Il dispositivo - grande appena mezzo dito e completamente flessibile - è integrato con un sistema di rilevamento del dolore. Questo registra l'attività cerebrale associata al dolore in maniera continua e usa questa informazione (codificata e interpretata grazie ad algoritmi di machine learning) per regolare l'intensità della stimolazione elettrica. Questo aspetto, sottolineano gli autori, è particolarmente importante in ottica di personalizzazione della stimolazione, adattandola al bisogno: non solo perché il dolore è diverso da paziente a paziente, ma anche perché può variare all’interno della stessa persona nel tempo.

Quello sviluppato dai ricercatori non è che un modello da ottimizzare tanto nell’hardware quanto nel software, ma i risultati, concludono gli esperti, mostrano che è possibile utilizzare un sistema simile ad ultrasuoni per la gestione del dolore cronico.