La tecnologia a ultrasuoni sta cambiando per la prima volta l’apprendimento della ricompensa umana

La tecnologia a ultrasuoni sta cambiando per la prima volta l’apprendimento della ricompensa umana

Il nucleo accumbens è un minuscolo elemento del cervello umano che si attiva quando sperimentiamo qualcosa di piacevole e ci aiuta ad apprendere comportamenti che portano a ricompense.

Un nuovo studio ha dimostrato per la prima volta che la sua influenza sul comportamento umano può essere modificata utilizzando la stimolazione ultrasonica transcranica (TUS).

Utilizzando la tecnica per poco più di un minuto alla volta, i ricercatori sono stati in grado di influenzare il modo in cui le persone apprendono le connessioni tra determinati segnali e ricompense.

Il risultato è stato che erano più propensi a ripetere una scelta che in precedenza aveva dato i suoi frutti, i loro tassi di apprendimento aumentavano dopo risultati positivi ed erano più propensi a prendere decisioni positive più rapidamente.

Fino ad ora tali risultati erano stati raggiunti solo attraverso procedure chirurgiche come la stimolazione cerebrale profonda (DBS), in cui gli elettrodi vengono collegati direttamente alle aree del cervello di una persona.

Tuttavia, coloro che sono coinvolti nello studio attuale affermano che i loro risultati potrebbero suggerire che la TUS ha il potenziale per essere utilizzata come alternativa altrettanto benefica – e non invasiva – per aiutare le persone affette da disturbi neurologici o psichiatrici come dipendenze, depressione e disturbi alimentari.

Lo studio è pubblicato sulla rivistaComunicazione della naturaed è stato guidato da ricercatori dell'Università di Plymouth. Sono stati coinvolti anche l'Università di Oxford, il John Radcliffe Hospital, l'University Hospitals Plymouth NHS Trust, la Brown University e il VA Providence Healthcare System.

La professoressa Elsa Fouragnan, direttrice del Center for Therapeutic Ultrasound e del Brain Research and Imaging Center (BRIC) dell’Università di Plymouth, ha guidato la ricerca. Ha detto: "Per decenni, il nucleo accumbens è stato al centro delle teorie della motivazione e dell'apprendimento di rinforzo. È il nesso dove i segnali della dopamina e gli input limbici convergono per determinare quanto fortemente le ricompense influenzano le nostre decisioni. Siamo stati in grado di stabilire una chiara connessione tra un particolare tratto di apprendimento associato all'impulsività e una struttura che prima non poteva essere raggiunta senza un intervento chirurgico. Il fatto che ora possiamo modulare quest'area in modo non invasivo e in modo personalizzato, apre straordinarie opportunità." traduzione clinica”.

Lo studio fa parte di una ricerca in corso e innovativa presso l’Università di Plymouth sui benefici della TUS per condizioni come ansia e depressione, dipendenza e altri disturbi neurologici o psichiatrici.

In questo progetto, i ricercatori hanno reclutato 26 partecipanti sani che hanno visitato la struttura BRIC quattro volte: una volta per pianificare il loro intervento TUS, seguita da tre sessioni in cui la TUS è stata applicata a diverse parti del loro cervello.

Circa 10 minuti dopo l’intervento ecografico, i partecipanti sono stati posizionati nello scanner per eseguire una serie di compiti nel corso di un’ora mentre il gruppo di ricerca monitorava i cambiamenti nel loro comportamento e nell’attività cerebrale.

La prestazione dei partecipanti nei compiti è stata anche confrontata con quella dei pazienti che hanno ricevuto elettrodi di stimolazione cerebrale profonda bilaterale mirati al nucleo accumbens come parte di terapie per l'anoressia nervosa resistente al trattamento.

I risultati hanno mostrato che la DBS spesso normalizzava il comportamento di ricerca della ricompensa, ma la TUS aveva un effetto opposto ed eccitante, ma entrambi portavano ad alterare l’apprendimento delle persone e la sensibilità alla ricompensa.

Questo studio è il più importante che ho avuto il piacere di condurre fino ad oggi. Abbiamo scoperto una chiara connessione tra uno specifico processo cognitivo e una struttura cerebrale profonda che prima era irraggiungibile senza un intervento chirurgico. Rappresenta un punto di svolta per la neurotecnologia e dimostra che un approccio ecografico non invasivo può influenzare il comportamento e un giorno potenzialmente aiutare a ripristinare l’equilibrio mentale”.

Professoressa Elsa Fouragnan, Direttore del Centro per gli ultrasuoni terapeutici e del Centro per la ricerca e l'imaging del cervello (BRIC), Università di Plymouth

Fonti: