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Una nuova ricerca pubblicata oggi ha dimostrato che minuscole sonde neurali al grafene possono essere utilizzate in sicurezza per migliorare notevolmente la nostra comprensione delle cause dell'epilessia.
La sonda neurale della profondità del grafene (gDNP) è costituita da una matrice lineare di microtransistor lunga un millimetro incorporata in un substrato flessibile polimerico sottile di un micrometro. I transistor sono stati sviluppati da una collaborazione tra il Laboratorio di Neuromedicina dell'Università di Manchester e l'Istituto di Neurologia dell'UCL insieme ai loro partner Flagship Graphene.
Il documento, pubblicato oggi su Nature Nanotechnology , mostra che le esclusive sonde cerebrali flessibili possono essere utilizzate per registrare segnali cerebrali patologici associati all'epilessia con un'eccellente fedeltà e un'elevata risoluzione spaziale.
Il Dr. Rob Wykes del team Nanoneuro dell'Università di Manchester afferma che "l'applicazione di questa tecnologia consentirà ai ricercatori di studiare il ruolo svolto dalle oscillazioni infralente nel promuovere le finestre di suscettibilità per la transizione alle convulsioni, oltre a migliorare il rilevamento di biomarcatori elettrofisiologici clinicamente rilevanti associati a epilessia."
I dispositivi flessibili gDNP sono stati impiantati cronicamente in topi con epilessia. I dispositivi impiantati hanno fornito un'eccezionale risoluzione spaziale e una registrazione ad ampia larghezza di banda molto ricca di segnali cerebrali epilettici per settimane. Inoltre, test approfonditi di biocompatibilità cronica non hanno confermato danni tissutali e neuroinfiammazione significativi, attribuiti alla biocompatibilità dei materiali utilizzati, compreso il grafene, e alla natura flessibile del dispositivo gDNP.
La capacità di registrare e mappare l'intera gamma di segnali cerebrali utilizzando sonde elettrofisiologiche farà avanzare notevolmente la nostra comprensione delle malattie cerebrali e aiuterà la gestione clinica di pazienti con diversi disturbi neurologici. Le attuali tecnologie sono limitate nella loro capacità di ottenere accuratamente con un'elevata fedeltà spaziale segnali cerebrali ultra lenti.
L'epilessia è il disturbo cerebrale grave più comune al mondo, con fino al 30% delle persone incapaci di controllare le proprie crisi epilettiche utilizzando i tradizionali farmaci antiepilettici. Per i pazienti refrattari ai farmaci, la chirurgia dell'epilessia può essere un'opzione praticabile. La rimozione chirurgica dell'area del cervello in cui iniziano le convulsioni può portare alla libertà dalle convulsioni; tuttavia, il successo dell'intervento chirurgico si basa sull'identificazione accurata della zona di insorgenza delle crisi (SOZ).
I segnali epilettici si estendono su un'ampia gamma di frequenze, molto più grandi della banda monitorata nelle scansioni utilizzate convenzionalmente. I biomarcatori elettrografici di una SOZ includono oscillazioni molto veloci, attività infralenta e spostamenti di corrente continua (CC).
L'implementazione di questa nuova tecnologia potrebbe consentire ai ricercatori di studiare il ruolo svolto dalle oscillazioni infralente nel promuovere le finestre di suscettibilità per il passaggio alle convulsioni, oltre a migliorare il rilevamento di biomarcatori elettrofisiologici clinicamente rilevanti associati all'epilessia.
La futura traduzione clinica di questa nuova tecnologia offre la possibilità di identificare e confinare in modo molto più preciso le zone del cervello responsabili dell'insorgenza delle crisi prima dell'intervento chirurgico, portando a resezioni meno estese e risultati migliori. In definitiva, questa tecnologia può essere applicata anche per migliorare la nostra comprensione di altre malattie neurologiche associate a segnali cerebrali ultra lenti, come lesioni cerebrali traumatiche, ictus ed emicrania. + Esplora ulteriormente
