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Oltre 8 milioni di persone in tutto il mondo sono affette dal morbo di Parkinson, una patologia cerebrale degenerativa che colpisce le capacità motorie ed è spesso all’origine di ulteriori disturbi fisici e mentali.
Sebbene la risposta al trattamento del morbo di Parkinson e di malattie neurologiche simili potrebbe celarsi nella nostra testa, sorprende che gli scienziati sappiano davvero poco circa le dinamiche innescate dal cervello durante i movimenti di routine quali la deambulazione e l’equilibrio.
Questo perché gran parte degli studi di neuroimaging devono essere condotti in condizioni statiche dove un soggetto assume una posizione supina all’interno di uno scanner corporeo e pensa al movimento: un approccio che non riesce a catturare situazioni dinamiche quali la deambulazione e la corsa, nonché i complessi schemi cerebrali a loro associati.
Questa situazione è in procinto di cambiare, grazie ai progressi ottenuti nella tecnologia di imaging mobile cervello/corpo (MoBI, Mobile Brain/Body Imaging). «Fino a poco tempo fa era impossibile combinare le indagini sul cervello e quelle sul movimento», spiega Uroš Marušič, ricercatore presso il laboratorio sloveno di imaging mobile cervello/corpo. «La tecnologia MoBI rende possibili tali indagini, consentendoci di monitorare contemporaneamente le dinamiche cerebrali e i parametri biomeccanici del movimento umano.»
Con il sostegno del progetto TwinBrain, finanziato dall’UE, i ricercatori di Germania, Italia, Slovenia e Svizzera si stanno avvalendo di questa tecnologia per misurare i segnali cerebrali durante la deambulazione, la corsa o altri tipi di esercizi fisici e mentali.
Dai dati a informazioni significative
Il fulcro del sistema MoBI è costituito dai dati sui segnali cerebrali, che sono davvero numerosi. Secondo Marušič, una semplice passeggiata di cinque minuti produrrà una quantità vertiginosa di misurazioni, pari a 1 gigabyte. «La conversione di questa enorme quantità di dati in informazioni significative si è tradotta nello sfruttamento della potenza dei supercomputer e nell’impiego di vari protocolli di apprendimento automatico», afferma.
Sfortunatamente, questa tecnologia non è facilmente reperibile sul mercato e ciò ha obbligato il progetto TwinBrain a ricorrere all’inventiva. «Uno degli aspetti unici del nostro esperimento è l’integrazione di tecnologie wireless all’avanguardia», aggiunge Marušič. «Unendo insieme diverse tecnologie, siamo stati in grado di sincronizzare l’attività cerebrale di un paziente con quella muscolare e riprodurre questo movimento attraverso avatar in tempo reale.»
Questo approccio rivoluzionario consente ai ricercatori di monitorare e tracciare l’attività cerebrale di un paziente mentre si muove realmente nell’ambiente circostante, e non quando si trova in posizione supina e pensa al movimento.
Quando viene impiegato per esaminare i pazienti affetti dal morbo di Parkinson in una fase precoce, il sistema MoBI di TwinBrain fornisce ai ricercatori nuove, sorprendenti informazioni. I risultati preliminari indicano modelli di attivazione significativamente più complessi rispetto a quanto si pensasse in precedenza, modelli che sono particolarmente evidenti durante le forme più impegnative di movimento.
Tali informazioni potrebbero aiutare i medici a diagnosticare prima il morbo di Parkinson. «L’identificazione della malattia in una fase precoce ci consente di adottare misure proattive per mitigarne il decorso: misure che possono migliorare la qualità della vita del paziente», osserva Marušič.
Ancora molto lavoro all’orizzonte
Sebbene il progetto TwinBrain rappresenti la prossima fase nel campo della ricerca cerebrale, facendo progredire la nostra comprensione dell’organo più complesso del corpo umano, c’è ancora molto lavoro da fare. Ecco perché il progetto sta attualmente lavorando con i fornitori di attrezzature per perfezionare ulteriormente la tecnologia MoBI. Alcuni dei partner del progetto sono inoltre coinvolti in altre iniziative finanziate dall’UE che si propongono di massimizzare ulteriormente il potenziale delle tecnologie MoBI di TwinBrain.
«Questo lavoro non evidenzia solo l’impatto positivo del progetto, ma pone inoltre l’accento sul nostro impegno nel far progredire il campo della tecnologia MoBI», conclude Marušič. «Il nostro obiettivo finale consiste nel vedere questa tecnologia innovativa diventare parte integrante delle pratiche quotidiane di medici e neurologi, rivoluzionando il modo in cui si approcciano alla cura del paziente e alla diagnosi.»