Il nervo vago, con la sua complessa rete di comunicazione tra cervello e organi interni, svolge un ruolo cruciale nella regolazione delle funzioni corporee e degli stati emotivi. La sua stimolazione elettrica, combinata con le tecnologie avanzate come l’intelligenza artificiale, apre nuove frontiere terapeutiche, esplorate da iniziative pionieristiche come il progetto SPARC.
Indice degli argomenti
Il nervo vago: funzioni e importanza
Il nervo vago, il più lungo e complesso dei dodici nervi cranici, è un vero e proprio “cavo” di comunicazione tra il cervello e la maggior parte degli organi interni.
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Nel 1664 il neuroanatomista inglese Thomas Willis chiamò il più lungo dei nervi del cervello “vago”, dal latino “vagare”. Viene chiamato nervo vago, singolare, ma in realtà ce ne sono due, uno su ciascun lato del corpo.
Ogni lato ha fino a 100.000 fibre e ciascuna fibra contribuisce a una funzione specifica. Agendo come un canale di comunicazione bidirezionale, il nervo vago riceve costantemente informazioni sullo stato degli organi interni (attraverso le fibre afferenti) e invia segnali per regolare le loro funzioni (attraverso le fibre efferenti). Attraverso queste fibre il nervo vago ci aiuta a rilevare un cuore che batte velocemente, un aumento della pressione sanguigna, mal di stomaco, disagio, un sistema immunitario iperattivo e persino segnali di allarme da parte dei microbi nel nostro intestino. Quando percepisce problemi, il vago aiuta a stabilizzare il nostro cuore, calmare lo stomaco, frenare il sistema immunitario e tranquillizzarci.
Stimolazione elettrica del nervo vago: una strategia terapeutica
Attraverso la medicina bioelettronica, la stimolazione elettrica del nervo vago si configura come una promettente strategia terapeutica per un ampio spettro di condizioni patologiche. La medicina bioelettronica si occupa dello studio e dell’applicazione di segnali elettrici per interagire con il sistema nervoso e gli organi del corpo umano. In sostanza, si tratta di utilizzare l’elettricità come strumento terapeutico per modulare le funzioni biologiche.
Nel 1997 la Food and Drug Administration statunitense ha approvato un dispositivo di stimolazione del nervo vago (VNS) che può essere impiantato chirurgicamente sotto la clavicola. È utilizzato per trattare casi di epilessia che non rispondono ai farmaci. Inaspettatamente il trattamento dei pazienti epilettici ha mostrato nel tempo un interessante effetto collaterale: ha reso le persone più felici. Il loro umore si è alleggerito anche se continuavano ad avere frequenti crisi epilettiche. Da questa indicazione si e’ pensato di proporre il dispositivo anche come trattamento innovativo per la depressione. La scoperta accidentale ha portato a nuove ricerche per capire esattamente come il nervo vago influisca sull’umore.
Nervo vago e depressione: scoperte e applicazioni
Gli scienziati ora sanno che la fibre del vago trasportano informazioni sulla frequenza cardiaca, sulla digestione e, più in generale, sullo stato del corpo a molte delle regioni cerebrali implicate nelle malattie psichiatriche. I segnali afferenti del vago raggiungono il sistema nervoso centrale mediante strutture anatomiche chiamate tronco encefalico, il nucleo del tratto solitario, che li ordina e li trasmette ai centri più alti come l’amigdala, che ci aiuta a elaborare le emozioni, soprattutto paura, ansia e stress.
Un’altra struttura del centro nervoso centrale raggiunta nel cervello è l’ipotalamo, coinvolto nel rilascio di ormoni dello stress come il cortisolo. Un terzo è l’area tegmentale ventrale, che svolge un ruolo centrale nella nostra esperienza di piacere, motivazione e ricompensa. Sembra inoltre che lo stimolo del vago vada ad agire sulle vie della dopamina, un neurotrasmettitore coinvolto nella motivazione e nel piacere.
Le persone con depressione sperimentano una varietà di sintomi, ma condividono alcune caratteristiche comuni: tristezza, perdita di motivazione e ritiro sociale. La FDA ha approvato la VNS anche per la depressione dopo che diversi studi hanno rilevato che il suo utilizzo per un anno ha alleviato questa condizione in almeno il 30% dei pazienti. Comunque, altri studi sono necessari per capire le implicazioni della stimolazione del nervo vago e le sue molteplici applicazioni.
Il progetto SPARC: mappatura e ricerca sul nervo vago
A testimonianza della fiducia nel potenziale della VNS, il Common Fund del National Institutes of Health americano ha lanciato un’iniziativa da 250 milioni di dollari.
Il programma, chiamato SPARC (acronimo di “Stimulating Peripheral Activity to Relieve Conditions”), mira a mappare le singole fibre e i circuiti del nervo e a chiarirne le funzioni. Gli scienziati sperano che ciò consentirà loro di perfezionare i trattamenti esistenti e trovare nuove terapie per altre condizioni, dalla malattia infiammatoria intestinale alla long COVID.
Sono in corso studi clinici su dispositivi di VNS transcutanea, più facili da usare perché accedono al vago dall’esterno della pelle. Questi strumenti potrebbero potenzialmente essere utilizzati per trattare l’artrite reumatoide, l’emicrania, il lupus e la sindrome da fatica cronica, e questo è solo un elenco parziale. Nel frattempo, i ricercatori del progetto SPARC hanno compilato una massiccia piattaforma di condivisione dati che include mappe e modelli dettagliati del nervo vago, insieme ad altri strumenti, con nuovi contributi integrati continuamente.
Intelligenza artificiale e medicina bioelettronica: una sinergia promettente
Il team SPARC mira a isolare singole fibre e circuiti, insieme alle loro vie, e tracciare ciò che fanno. Il team sta sfruttando diverse strategie per investigare la complessità del nervo vago tra cui l’intelligenza artificiale (IA).
L’IA sta rivoluzionando non solo le fasi di diagnosi e terapia, ma anche quelle della prevenzione e del monitoraggio continuo. Grazie agli algoritmi di machine learning, l’IA è in grado di elaborare enormi volumi di dati provenienti da diverse fonti – come cartelle cliniche, dispositivi wearable, sensori biomedici – per offrire diagnosi personalizzate e trattamenti su misura per ogni paziente.
Grazie alle tecniche di neuroimaging e ai dati clinici, l’IA rende possibile una visualizzazione precisa dell’anatomia e delle connessioni funzionali del nervo vago. Questo approccio consente di ottenere una comprensione profonda del sistema nervoso periferico, facilitando diagnosi più accurate e trattamenti personalizzati. L’intersezione tra intelligenza artificiale e medicina bioelettronica rappresenta una delle frontiere più affascinanti e promettenti della ricerca medica contemporanea.
L’unione di queste due discipline sta dando vita a nuove e innovative soluzioni per la diagnosi, la terapia e la prevenzione delle malattie. L’obiettivo è sviluppare strategie per mirare a specifiche fibre nervose coinvolte in una varietà di condizioni. L’ambiziosa lista include anche il morbo di Crohn, il morbo di Parkinson, i traumi cranici e la gestione del dolore.
