Terapia della luce per i disturbi cerebrali

Il cervello umano comprende circa miliardi di piccole cellule che utilizzano impulsi elettrici e segnali chimici per comunicare tra loro e con altre parti del corpo umano. Questi sono conosciuti come neuroni. Quando i neuroni smettono di funzionare correttamente, possono causare vari disturbi cerebrali, come il morbo di Alzheimer, l'epilessia e persino la depressione. 

I ricercatori hanno sviluppato diversi metodi di trattamento e tecniche di stimolazione cerebrale che consentono loro di controllare l'attività neurale per comprendere meglio e regolare questo tipo di problemi di salute. Nei metodi e nelle tecniche di trattamento convenzionali di stimolazione cerebrale profonda, i neurostimolatori elettrici, noti anche come pacemaker cerebrali, vengono impiantati chirurgicamente nel cervello. 

I ricercatori hanno anche sviluppato approcci terapeutici non invasivi per stimolare le cellule che si trovano in profondità nel cervello. Mentre diversi ricercatori utilizzano impulsi magnetici o onde sonore per stimolare i neuroni, i ricercatori in optogenetica utilizzano la terapia della luce. Shuo Chen, Ph.D., vincitore del premio Science e PINS per la neuromodulazione, è stato riconosciuto per il suo lavoro in questo settore. 

Il dott. Chen ha dimostrato che la luce del vicino infrarosso, quando utilizzata con determinate nanoparticelle, consente la stimolazione dei neuroni in profondità nel cervello, ha affermato il dott. Karl Deisseroth, professore di bioingegneria, psichiatria e scienze comportamentali presso la Stanford University. Sono necessari ulteriori studi di ricerca per rendere questo processo utile, ha detto, ma il dottor Chen ha compiuto un passo fondamentale.

Sviluppo di neuroni sensibili alla luce

Il Dr. Karl Deisseroth, uno dei principali pionieri dell'optogenetica, ha sviluppato un metodo o una tecnica di trattamento in cui le cellule cerebrali oi neuroni sono geneticamente modificati per rispondere alla terapia della luce. Attraverso questo metodo o tecnica di stimolazione cerebrale, i ricercatori trasmettono frammenti di codici genetici di alghe e altri microbi nelle cellule cerebrali di topi e altri animali. Quel codice genetico alla fine fa sì che i neuroni producano proteine ​​sensibili alla luce note come opsine. 

Quando i neuroni produttori di opsina sono esposti a specifiche lunghezze d'onda della luce a spettro visibile, quelle cellule cerebrali si accendono o si spengono. Attivando o sopprimendo i neuroni, i ricercatori possono imparare di più sul ruolo fondamentale dei neuroni nella funzione cerebrale e nei disturbi cerebrali. Il Dr. Karl Deisseroth ha anche dimostrato gli effetti dello sviluppo di neuroni sensibili alla luce.

Sviluppando cellule cerebrali sensibili alla luce, è possibile determinare il ruolo causale dell'attività cellulare nel tessuto e il comportamento di interesse di qualsiasi specie, dalla memoria all'umore, ha affermato il dott. Deisseroth. Inoltre, l'optogenetica offre la capacità senza pari di parlare il linguaggio naturale del cervello per quanto riguarda la specificità e la velocità del tipo cellulare, ha aggiunto. 

Sviluppare approcci terapeutici non invasivi

I neuroni che producono opsina, tuttavia, rispondono alla luce dello spettro visibile che non può penetrare nel tessuto cerebrale. Pertanto, la stimolazione optogenetica richiedeva l'inserimento di sorgenti luminose a fibre ottiche all'interno del cervello per stimolare i neuroni. Il Dr. Deisseroth e la sua collega Polina Anikeeva, Ph.D., hanno sviluppato l'utilizzo della luce nel vicino infrarosso (NIR), un tipo di terapia della luce non invasivo. 

La luce NIR può infine penetrare attraverso il cranio e il tessuto cerebrale senza inserire sorgenti luminose interne all'interno del cervello. Tuttavia, anche la luce NIR non innesca una risposta dai neuroni che producono opsina. Per promuovere le capacità di penetrazione nei tessuti della terapia della luce NIR, il Dr. Karl Deisseroth e il Dr. Anikeeva hanno sviluppato un approccio terapeutico noto come upconversion NIR, che riveste i neuroni che producono opsina in nanoparticelle per convertire la luce NIR in luce dello spettro visibile.

Il Dr. Shuo Chen ha utilizzato questo metodo e questa tecnica di trattamento, dimostrando per la prima volta che l'optogenetica di upconversion NIR può essere utilizzata per controllare i neuroni in profondità nel cervello dei topi. Inoltre, gli studi di ricerca del Dr. Chen hanno utilizzato questo metodo e questa tecnica per stimolare il rilascio di dopamina in una regione del cervello che si ritiene abbia un ruolo nella depressione. 

Superare la sfida della profondità di penetrazione ottica sarà la chiave fondamentale per realizzare un'optogenetica remota non invasiva con un alto potenziale di traduzione clinica, ha scritto il Dr. Chen nel suo saggio premiato sull'argomento. Il nostro studio di ricerca ha utilizzato un approccio assistito da nanomateriali che sposta gli strumenti optogenetici esistenti nella regione del vicino infrarosso.

Stimolazione cerebrale per il cervello umano

Mentre i ricercatori continuano a ricercare l'optogenetica nei topi e in altri animali, non è stata utilizzata per trattare i disturbi cerebrali negli esseri umani. Inoltre, sono necessari ulteriori studi di ricerca per sviluppare e valutare metodi non invasivi di terapia della luce e metodi e tecniche non invasivi per la trasmissione del codice genetico nelle cellule cerebrali o nei neuroni. 

È troppo presto per prevedere quale approccio terapeutico emergerà in prima linea nella tecnologia di stimolazione cerebrale non invasiva di prossima generazione, ha affermato il dott. Chen in un comunicato stampa rilasciato dall'American Association for the Advancement of Science. Tuttavia, riteniamo che una serie di risultati fondamentali, come l'optogenetica verso l'upconversion NIR, stiano rapidamente sbloccando percorsi di sviluppo e aprendo la strada verso un brillante futuro terapeutico per le malattie del cervello, ha continuato. 

Nel frattempo, vengono sviluppati, valutati e utilizzati nell'uomo anche altri metodi e tecniche di stimolazione cerebrale non invasiva. Ad esempio, la stimolazione magnetica transcranica (TMS) è un approccio terapeutico non invasivo che utilizza campi magnetici per stimolare le cellule nervose nel cervello. La Food & Drug Administration (FDA) ha già consentito il marketing della TMS come approccio terapeutico per la depressione maggiore, il disturbo ossessivo-compulsivo e l'emicrania. 

Esistono anche diversi metodi e tecniche non invasive che non richiedono l'utilizzo di terapie geniche, come la stimolazione magnetica ed elettrica transcranica, che sono comunemente utilizzate con soggetti umani su base sperimentale e regolare, ha affermato Ed Boyden, Ph.D. ., professore di neurotecnologia presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT).

I membri del gruppo di studio di ricerca di Boyden hanno anche condotto studi di ricerca sulla stimolazione elettrica transcranica (TES), un approccio terapeutico non invasivo alla stimolazione cerebrale in cui gli elettrodi vengono posizionati sul cuoio capelluto. I ricercatori sperano che questo metodo e questa tecnica raggiungano i neuroni o le cellule in profondità nel tessuto cerebrale con maggiore precisione rispetto alla TMS.

Sebbene studi di ricerca abbiano dimostrato che la terapia della luce può stimolare le cellule cerebrali o i neuroni di topi e altri animali, sono necessari ulteriori studi di ricerca per determinare come i metodi e le tecniche di trattamento della terapia della luce possono stimolare il cervello umano. Secondo questi stessi studi di ricerca, la terapia della luce può alterare i neuroni o le cellule cerebrali che possono alla fine causare la malattia di Alzheimer, l'epilessia e altre malattie del cervello. - Dr. Alex Jimenez DC, CCST Insight

Il cervello umano è costituito da miliardi di piccole cellule o neuroni che comunicano tra loro e con altre parti del corpo umano. Quando i neuroni smettono di funzionare correttamente, può causare una varietà di disturbi cerebrali. I ricercatori hanno sviluppato una varietà di approcci di trattamento della terapia della luce per aiutare a stimolare il cervello in definitiva. L'ambito delle nostre informazioni è limitato a problemi di salute chiropratica, muscoloscheletrica e nervosa e articoli, argomenti e discussioni di medicina funzionale. Per discutere ulteriormente l'argomento di cui sopra, non esitate a chiedere al Dr. Alex Jimenez o contattateci a 915-850-0900

A cura di Dr. Alex Jimenez 

Discussione argomento aggiuntiva: dolore cronico

Il dolore improvviso è una risposta naturale del sistema nervoso che aiuta a dimostrare possibili lesioni. Ad esempio, i segnali del dolore viaggiano da una regione lesa attraverso i nervi e il midollo spinale fino al cervello. Il dolore è generalmente meno grave man mano che la lesione guarisce; tuttavia, il dolore cronico è diverso dal tipo di dolore medio. Il corpo umano continuerà a inviare segnali di dolore al cervello con dolore cronico, indipendentemente dal fatto che la lesione sia guarita. Il dolore cronico può durare da diverse settimane a diversi anni. Il dolore cronico può influenzare enormemente la mobilità del paziente, riducendo la flessibilità, la forza e la resistenza.

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