I neuroscienziati dell'MIT di Boston, in USA, sono riusciti a potenziare l'attività delle cellule immunitarie del tessuto nervoso e ridurre la quantità delle famigerate placche amiloidi, tipiche del morbo di alzheimer, stimolando gli occhi con flash di luce a 40 Hz, ovvero 40 pulsi di luce al secondo. La scoperta è stata effettuata sui topi e ha meritato la pubblicazione su Nature.

Diverse frequenze per diverse funzioni

Per comunicare tra di loro i neuroni generano segnali elettrici che oscillano in diverse bande di frequenza, così come accade per i segnali radio.

In particolare, per comunicare su lunghe distanze, come ad esempio tra i due emisferi cerebrali, i neuroni utilizzano segnali a bassa frequenza, in un intervallo compreso tra 1 e 20 Hz. Al contrario, per comunicare su brevi distanze, quindi per comunicazioni locali, i neuroni utilizzano segnali in una banda di frequenza incentrata attorno ai 40 Hz che prendono il nome di oscillazioni gamma.

A causa di un deficit dei sistemi di rimozione dei detriti proteici, nel morbo di Alzheimer si formano dei voluminosi aggregati proteici all'esterno dei neuroni.

Tali aggregati prendono il nome di placche amiloidi e disturbano la comunicazione sinaptica tra i neuroni fino a determinare lo spegnimento dei circuiti nervosi e la morte dei neuroni stessi.

Diversi studi condotti sia nell'essere umano che in modelli animali hanno mostrato che il morbo di Alzheimer si associa a una riduzione delle oscillazioni gamma a 40 Hz. Tuttavia, fino a oggi è stato sempre poco chiaro se questo calo della potenza del segnale nella banda gamma fosse una conseguenza o una causa dell'accumulo delle placche amiloidi e se, sopratutto, stimolare la ripresa del segnale a 40 Hz potesse interferire con i meccanismi di accumulo e rimozione delle placche stesse.

Ripulire i circuiti nervosi dalle placche amiloidi stimolandoli a 40 Hz

"In un nostro precedente studio" spiega nell'introdurre il nuovo studio la professoressa Li-Huei Tsai del Picower Institute for Learning and Memory dell'MIT "abbiamo osservato che nei topi affetti da Alzheimer il segnale elettrico a 40 Hz registrato a livello dell'ippocampo, il centro nervoso essenziale per la formazione di nuovi ricordi, era più debole rispetto ai topi sani".

Sulla scorta di questi risultati, i ricercatori dell'MIT guidati dalla professoressa Li-Huei Tsai, grazie a speciali sonde inserite nel cervello, hanno stimolato l'ippocampo con pulsi di luce a 40 Hz per un'ora ottenendo una riduzione significativa delle placche amiloidi.

"Dunque" continua a spiegare la professoressa Li-Huei Tsai "abbiamo provato a stimolare in modo meno invasivo e più fisiologico, con flash di luce generati da una striscia di LED e diretti verso gli occhi dei topi. Anche con questa stimolazione esterna al cervello, abbiamo ottenuto risultati simili di riduzione delle pacche amiloidi".

Alla base di questo fenomeno ci sarebbe un meccanismo semplice: la stimolazione luminosa a 40 Hz potenzia il segnale elettrico generato dai neuroni alla stessa frequenza. A sua volta il potenziamento del segnale porta a una riduzione della produzione di placche amiloidi da parte dei neuroni e a una aumentata attività di rimozione delle placche amiloidi già depositate da parte delle cellule "spazzino" della microglia, che rappresentano le cellule immunitarie poste a difesa del tessuto nervoso.

"I nostri sforzi, d'ora in poi" conclude la professoressa Li-Huei Tsai "saranno mirati ad applicare i risultati del nostro studio nell'essere umano, in modo tale che la stimolazione sia più efficace e meno invasiva possibile".

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