Sembra una contraddizione, ma uno studio del MIT dimostra come specifiche frequenze sonore durante la notte possano potenziare il flusso di liquido che elimina le tossine cerebrali
Un gruppo di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology ha dimostrato che la portata di queste onde di pulizia può essere amplificata esponendo i soggetti a brevi impulsi di rumore rosa durante le fasi di sonno, poiché questa stimolazione acustica modula le onde elettriche lente del cervello aumentandone l'ampiezza e favorendo di conseguenza l'espansione dei flussi di liquido. Spiegando il valore di questa scoperta e le sue prospettive applicative, Laura Lewis, professoressa associata di Ingegneria Elettrica e Informatica al MIT e autrice senior dello studio pubblicato su Science Translational Medicine, dichiara: “Abbiamo scoperto di essere in grado di aumentare l'ampiezza dell'onda di flusso del liquido cerebrospinale durante il sonno, cosa che, per quanto ne sappiamo, non era mai stato possibile fare prima. Ora che possiamo potenziare il flusso del liquido cerebrospinale durante il sonno negli adulti sani, siamo davvero entusiasti di portare questa tecnologia nelle popolazioni cliniche per vedere quali effetti possiamo ottenere”.
Nel 2019 la ricercatrice aveva già documentato tramite risonanza magnetica funzionale come i flussi di liquido cerebrospinale fossero strettamente correlati alle onde lente caratteristiche del sonno profondo non-REM, e per intensificare questi impulsi elettrici i ricercatori hanno impiegato raffiche di rumore rosa della durata di 50 millisecondi, un suono bilanciato simile a una pioggia costante in cui le frequenze più basse risultano più accentuate rispetto a quelle alte. Sulla dinamica di sincronizzazione necessaria per stimolare il cervello nel momento corretto, Laura Lewis precisa: “È possibile generare un maggior numero di queste onde elettriche lente attraverso uno stimolo acustico, a patto che questo arrivi al momento giusto. Analogamente a un bambino su un'altalena, se lo si spinge nel momento corretto del suo movimento, è possibile far andare l'altalena più in alto. La sfida consiste nel capire come individuare il momento esatto”.
La sperimentazione ha richiesto il superamento di un ostacolo tecnico significativo, poiché i campi magnetici della risonanza magnetica funzionale interferiscono con le rilevazioni elettroencefalografiche, motivo per cui il team guidato da Joshua Levitt ha sviluppato un algoritmo capace di eliminare l'interferenza dell'imaging in meno di 100 millisecondi e di prevedere i picchi delle onde lente per consentire l'emissione del suono con la tempestività richiesta. I test condotti su 14 volontari sani hanno confermato che lo stimolo sonoro, emesso a un volume tale da non svegliare il soggetto, incrementa l'ampiezza sia delle onde cerebrali sia del flusso di fluido, il quale viene spinto all'esterno dell'encefalo grazie alla contrazione e dilatazione dei vasi sanguigni. Gli studiosi intendono ora verificare se questo meccanismo possa migliorare la qualità del riposo nei pazienti affetti da insonnia o rallentare la progressione delle patologie neurodegenerative caratterizzate dall'accumulo di placche proteiche dannose, come la beta-amiloide e la proteina tau.
Joshua Levitt afferma: “La rimozione degli scarti cerebrali è davvero importante per l'Alzheimer e altre forme di demenza, che sono causate, in parte, dall'accumulo di molecole come l'amiloide e la tau nel cervello. Se riusciamo a migliorare la rimozione degli scarti cerebrali, potremmo essere in grado di prevenire l'accumulo di queste placche che portano alla malattia”. Parallelamente agli sviluppi clinici, Levitt ha avviato un'iniziativa imprenditoriale finalizzata alla progettazione di un dispositivo indossabile a fascia per l'uso domestico, concepito per erogare stimoli sonori sincronizzati. La ricerca è stata sostenuta da diversi enti internazionali e borse di studio, tra cui il McKnight Scholar Award, la Sloan Fellowship, la Pew Biomedical Scholars Award, la Simons Foundation, l'EECS Transformative Research Fund del MIT, i National Institutes of Health, il Corundum Convergence Institute e la Panasonic Well Fellowship per l'intelligenza artificiale e il benessere.
Crediti immagine di cover: Christine Daniloff, MIT
