Ecografie e ultrasuoni: per le terapie neurologiche arriva Merge, rivale di Neuralink

L’ecografia si farà anche al cervello e gli ultrasuoni potranno diventare una forma meno cruenta di terapia neurologica? È la scommessa di una nuova start up americana che ha raccolto centinaia di milioni di finanziamenti e un’onda di attenzione mediatica grazie alla partecipazione di big della Silicon Valley tra i cofondatori, compreso Sam Altman, Ceo di OpenAI. Merge Labs, un’emanazione della non-profit Forest Neurotech, si candida a diventare un’alternativa “soft” a Neuralink di Elon Musk: sensori sotto il cranio o attraverso una finestra ossea per registrare e modulare l’attività nervosa, con l’intelligenza artificiale usata per decodificare la complessità dei dati e guidare gli interventi.

Gli ultrasuoni sono onde sonore ad altissima frequenza, non udibili dall’orecchio umano. Le stesse utilizzate nelle ecografie mediche, vibrazioni meccaniche che si propagano nei tessuti. Nel caso in questione, un trasduttore genera onde ultrasoniche che attraversano (pur con qualche distorsione) le ossa della testa e possono da un lato modulare l’attività cerebrale, dall’altro rimbalzare sulle regioni interne per ricostruire immagini e mappe funzionali.

Il fatto interessante è che, in base all’intensità, alla durata e alla frequenza, gli ultrasuoni possono svolgere i due diversi compiti. Si può stimolare o inibire l’attività dei neuroni quando le onde creano micro-variazioni di pressione che agiscono a livello cellulare. È possibile poi ottenere uno strumento diagnostico che “legge” il funzionamento cerebrale (e non i pensieri direttamente). Qui gli ultrasuoni usano il sangue come indicatore indiretto. Quando un gruppo di neuroni lavora di più, aumenta il flusso ematico e il sangue in movimento cambia il modo in cui riflette gli ultrasuoni: analizzando il segnale di ritorno, si ricostruisce una mappa delle attivazioni (in modo parzialmente simile a una risonanza magnetica funzionale).

Il vantaggio degli ultrasuoni focalizzati viene dalla possibilità di raggiungere strutture profonde senza elettrodi interni con una focalizzazione che, in condizioni ottimali, può avvicinarsi a pochi millimetri, ma anche un raggio d’azione che può risultare più flessibile rispetto alla stimolazione elettrica o magnetica. L’obiettivo è quindi di andare con più facilità e meno rischi dove oggi è difficile arrivare senza una chirurgia invasiva. Sul fronte clinico sono in corso vari studi di applicazioni legate a terapia del dolore (agendo sul cingolo), depressione/ansia (intervenendo sulle aree prefrontali e l’amigdala), epilessia, disturbi del movimento e perfino disturbi della coscienza, con incrementi transitori di responsività in alcuni pazienti. Nell’esperimento forse più interessante, una singola stimolazione bilaterale di 20 minuti del nucleus accumbens in pazienti con forte dipendenza da oppioidi ha mostrato una successiva riduzione del desiderio di assumere stupefacenti fino a 90 giorni.

Ma tornando al lancio di Merge, le aspettative realistiche, malgrado la gran cassa comunicativa, parlano di risultati solidi in più di un decennio. Anche perché l’orientamento è di lavorare con l’inserimento di un hardware sotto il cranio per ridurre le distorsioni che la teca cranica produce, ovvero una certa invasività. Niente di paragonabile, comunque, ai complessi impianti necessari per l’interfaccia cervello-computer di Neuralink, grazie ai quali persone con tetraplegia hanno potuto controllare un cursore e interagire con dispositivi digitali.

I problemi tecnici per avere un’interfaccia interattiva “leggera” con soli ultrasuoni sono dovuti però alla lentezza della risposta ricavata dalle modificazioni emodinamiche, un ostacolo che per qualche ricercatore interpellato dalla rivista Nature non sarebbe semplice da superare. C’è infine un tema di sicurezza che non deve essere sottovalutato. In un trial clinico di neuromodulazione con ultrasuoni focalizzati, un paziente ha subito micro-emorragie cerebrali e alterazioni strutturali locali, probabilmente per troppa energia concentrata nel punto reale di focalizzazione, con conseguente riscaldamento locale o stress meccanico. Un incidente che ha fatto discutere, anche perché i dati completi non sono stati resi pubblici in quanto l’azienda coinvolta non voleva svelare la propria tecnologia. Un caso che dice quanto la corsa della ricerca abbia grande bisogno di guardrail etici.