Quando i malati di emicrania vedono le linee ondulate, i lampi di luce e i punti ciechi di un’aura emicranica, si preparano per l’emicrania.
Quando i ricercatori vedono l’immagine cerebrale di un’aura, cercano di capire quali sono le cause e se c’è un modo per fermare l’inizio dell’emicrania.
Ora un team internazionale di ricercatori ha identificato l’attività elettrica specifica per l’inizio delle emicranie e ha dimostrato un modo per fermarlo negli esperimenti sugli animali.
“Le convulsioni e le emicranie sono due stati del cervello molto diversi”, ha affermato Steven J. Schiff, professore di ingegneria presso la cattedra di ingegneria nei dipartimenti di neurochirurgia, scienze e meccanica ingegneristica e fisica, Penn State.
“Abbiamo scoperto che la diffusione della depolarizzazione, chiamata anche diffusione della depressione, osservata nelle emicranie è un fenomeno biofisico fondamentale e puoi fermarlo con la corrente elettrica. Stranamente, è la direzione opposta della corrente elettrica utilizzata per spegnere le convulsioni. “
Schiff, che è direttore del Center for Neural Engineering di Penn State, e il suo team non hanno curato l’emicrania, ma sono più vicini alla comprensione del meccanismo nel cervello che causa l’inizio, o aure, di questi mal di testa, che colpiscono circa il 10% del uomini e il 22% delle donne, secondo il Center for Disease Control.
Eseguendo esperimenti motivati da modelli computazionali della biofisica della diffusione della depolarizzazione, i ricercatori hanno dimostrato con successo la modulazione, la soppressione e la prevenzione della diffusione della depolarizzazione nelle fette di cervello di ratto. Hanno riportato i loro risultati in un recente numero di rapporti scientifici.
“L’attività elettrica nel cervello che causa l’aura è come un oscuramento”, ha detto Andrew J. Whalen, studioso post-dottorato, Center for Neural Engineering, Penn State.
“Non è solo una singola cellula, ma una reazione a catena che si muove attraverso il cervello causando gonfiore, e ci vuole un po ‘di tempo per recuperare”.
Molti malati di emicrania sperimentano prima questa aura visiva prima che inizi il mal di testa. Schiff e il suo team hanno preso di mira l’attività elettrica che causa l’aura in quanto è fondamentale per l’avvio dell’emicrania.
I ricercatori sanno che cambiare la concentrazione di sale nel cervello può alterare i processi elettrici del cervello.
Modificando le concentrazioni di potassio nel cervello, i ricercatori potrebbero innescare la depolarizzazione diffusa.
Le cellule cerebrali coinvolte hanno un corpo centrale chiamato soma e un lungo braccio simile ad un’antenna chiamato dendrite.
Le due estremità consentono ai ricercatori di polarizzare le cellule con una carica elettrica positiva alla corrente che si accumula ad una estremità e le cariche negative si accumulano all’altra.
Ciò consente loro di utilizzare una corrente elettrica per cercare di modulare l’attività delle cellule cerebrali.
“Abbiamo pensato che se avessimo fermato la fase iniziale, l’aura, avremmo fermato il resto”, ha detto Schiff. “Alla fine abbiamo capito che l’accusa necessaria per fermare la diffusione della depressione era opposta a ciò che pensavamo.
Una volta scelta la carica opposta, la progressione dei fenomeni si fermò.
Tutto ciò aveva senso alla fine, dal momento che convulsioni ed emicranie iniziano alle estremità opposte delle cellule cerebrali. “
I ricercatori sono stati in grado di utilizzare una carica positiva per fermare la polarizzazione di diffusione. L’imaging delle fette di cervello di ratto mostra l’attività di emicrania che si sposta più in profondità nel cervello dove non può più propagarsi, ponendo effettivamente fine all’episodio.
“Abbiamo trovato una comprensione biofisica e si applica alla fisiologia fondamentale dell’aura, e possiamo peggiorarla con una corrente e possiamo migliorarla con la corrente opposta”, ha detto Schiff.
L’applicazione di polarizzazione come questa può essere fatta tranquillamente nel cervello umano, e questa strategia può essere testata in studi clinici con malati di emicrania. Tuttavia, l’emicrania completa vissuta dai pazienti diventa più complicata dopo l’aura iniziale.
“Uno vuole essere in grado di riparare il cervello in modo che non sia suscettibile di emicranie o convulsioni”, ha detto Bruce J. Gluckman, professore di ingegneria meccanica e meccanica, neurochirurgia e bioingegneria e direttore associato del Center for Neural Engineering.
“Non dover controllare le emicranie o spargere la depressione una volta iniziato. Per ora, questo è un risultato fondamentale che ci avvicina ad essere in grado di intervenire in modo importante per questa condizione. “
Ulteriori informazioni: Andrew J. Whalen et al. Controllo della Depressione Depressione con Campi Elettrici, Rapporti Scientifici (2018). DOI: 10.1038 / s41598-018-26986-1
Riferimento alla rivista: ricerca scientifica e maggiori informazioni sul sito web
Fornito da: ricerca della Pennsylvania State University e maggiori informazioni sul sito web
