Identificata regione cerebrale in grado di indurre il “letargo”: la scoperta potrebbe portare all’animazione sospesa e a un miglior recupero dalle malattie
Due team di esperti sono giunti a conclusioni simili: a seguito della scoperta, "un giorno potrebbe essere possibile manipolare le sensazioni di sonno e indurre l'animazione sospesa"

Identificata una regione nel cervello capace di indurre una specie di letargo nei topi e, forse, negli esseri umani. È quanto emerge da due studi indipendenti pubblicati sulla rivista Nature e condotti rispettivamente dagli esperti dell’Universita’ di Tsukuba, in Giappone e della Harvard Medical School, a Boston, che hanno raggiunto una conclusione simile, scoprendo una zona cerebrale in grado di indurre un letargo temporaneo e naturale su delle cavie da laboratorio. “Abbiamo innescato una specie di animazione sospesa nei topi, che solitamente non vanno in letargo. Se riuscissimo a dimostrare che la stessa area cerebrale negli uomini provoca gli stessi effetti sarebbe possibile immaginare una serie di applicazioni per la scoperta, dalla progettazione di viaggi interstellari piu’ sicuri al miglioramento dei tassi di recupero a seguito di una particolare condizione clinica“, spiega Takeshi Sakurai, dell’Universita’ di Tsukuba.

Gli scienziati giapponesi hanno identificato la zona cerebrale che nei topi induce il torpore e che, se inibita, provoca assenza di sonno. “Indurre uno stato simile al letargo potrebbe essere utile come condizione clinica, o per aiutare i pazienti in situazioni particolari. Gli animali infatti durante il letargo tendono ad abbassare la temperatura corporea per impedire il dispendio di energie durante i periodi con scarsa disponibilita’ di cibo”, prosegue l’esperto, aggiungendo che alcune ricerche precedenti hanno dimostrato che il sistema nervoso centrale svolge un ruolo fondamentale nella regolazione del letargo.

animazione sospesaNonostante i meccanismi precisi della pratica non siano stati ancora compresi del tutto, secondo gli autori, questo studio potrebbe aiutare a fornire importanti risposte. Il team giapponese ha eseguito esperimenti sui cosiddetti neuroni Q, responsabili della riduzione nella temperatura corporea e di una serie di funzioni, compreso il metabolismo. “Questi neuroni possono essere attivati sinteticamente grazie all’uso di sostanze chimiche o di particolari condizioni di luce. Non abbiamo osservato alcun effetto collaterale, ne’ danni ai tessuti o agli organi a seguito dello stato di ibernazione indotta“, afferma Sakurai.

Gli esperti americani hanno invece identificato la regione all’interno dell’ipotalamo che nei topi e’ responsabile del torpore e dimostrato il ruolo dei neuroni bloccandone l’attivita’ e impedendo cosi’ la sensazione di sonno negli animali. “Questi risultati ci aiutano a comprendere i processi neuronali che regolano gli stati di letargo, ma non solo. La regione interessata potrebbe essere presente anche in altri mammiferi, per cui potrebbe essere un giorno possibile manipolare le sensazioni di sonno e indurre l’animazione sospesa“, conclude Sakurai.

Maiali 'resuscitati' un'ora dopo la morte: lo straordinario studio che 'riattiva' gli organi morti
A distanza di sei ore dalla terapia, gli scienziati hanno scoperto che alcune funzioni cellulari chiave erano attive in molte aree del corpo dei suini, inclusi cuore, fegato e reni, e che alcune funzioni degli organi erano state ripristinate


I ricercatori sono riusciti a ripristinare le funzioni cellulari di alcuni maiali dopo un'ora dal decesso dell'animale stesso, inteso come l'arresto dell'attività cardiaca. Si tratta di uno straordinario e incoraggiante risultato portato a termine da uno studio, pubblicato sulla rivista Nature, condotto dagli scienziati della Yale School of Medicine, che hanno utilizzato un modello animale per valutare la possibilità di ripristinare la funzionalità delle cellule dopo la morte. Entro pochi minuti dall'arresto del battito cardiaco, spiegano gli autori, si verifica una serie di eventi biochimici che dipendono dall'assenza del flusso sanguigno, di ossigeno e sostanze nutritive indispensabili per la salute delle cellule.

L'insufficienza cellulare potrebbe però essere ritardata o invertita grazie ad una nuova tecnologia in grado di fornire un fluido cellulare protettivo, progettato per organi e tessuti, in grado di ripristinare la circolazione sanguigna e altre funzioni cellulari a distanza di un'ora dal decesso dell'organismo. Il team, guidato da David Andrijevic e Nenad Sestan, ha testato l'approccio innovativo, chiamato OrganEx, in un gruppo di maiali. La tecnologia consiste in un dispositivo di perfusione simile alle macchine utilizzate negli interventi cardiaci e un fluido sperimentale ricco di composti in grado di promuovere la sopravvivenza delle cellule. I ricercatori hanno indotto l'arresto cardiaco in un gruppo di suini anestetizzati, trattati con OrganEx un'ora dopo la morte.

A distanza di sei ore dalla terapia, gli scienziati hanno scoperto che alcune funzioni cellulari chiave erano attive in molte aree del corpo dei suini, inclusi cuore, fegato e reni, e che alcune funzioni degli organi erano state ripristinate. Il cuore, spiegano gli studiosi, aveva mantenuto la capacità di contrarsi e mostrava segni di attività elettrica. I risultati, precisano gli esperti, potrebbero contribuire a prolungare la salute degli organi umani durante gli interventi chirurgici e in caso di donazione di organi e tessuti. "La capacità di ripristinare funzioni cellulare - sostiene Sestan - sarebbe davvero importante per la nuova frontiera della medicina. Saranno necessari ulteriori studi per comprendere le funzioni motorie ripristinate negli animali. Questa tecnologia potrebbe essere davvero rivoluzionaria"

L'ibernazione può essere indotta con gli ultrasuoni VIDEO
Test sui roditori aprono nuovi scenari per medicina e spazio


Uno stato di torpore simile all'ibernazione è stato indotto per la prima volta in modo sicuro, non invasivo e reversibile grazie agli ultrasuoni: l'esperimento è stato condotto su topi e ratti alla Washington University, stimolando l'area del cervello che controlla la temperatura corporea e il metabolismo.

Se i risultati dello studio, pubblicati sulla rivista Nature Metabolism, venissero confermati anche nell'uomo, potrebbero aprire nuovi scenari, non solo per il trattamento dei pazienti gravi in medicina d'urgenza, ma anche per gli astronauti impegnati in lunghi viaggi spaziali.

Il torpore è infatti uno stato fisiologico che permette ai mammiferi di ridurre il metabolismo e la temperatura corporea per risparmiare energia in caso di necessità. Il meccanismo è controllato dal sistema nervoso centrale, in particolare dai neuroni della cosiddetta area preottica dell'ipotalamo, che possono essere attivati in modo non invasivo mediante gli ultrasuoni.



I ricercatori statunitensi, guidati dall'esperta in bioingegneria medicale Hong Chen, lo hanno dimostrato grazie a un piccolo emettitore di ultrasuoni simile a un caschetto che hanno fatto indossare ai topi di laboratorio. Nell'esperimento, la stimolazione transcranica ha determinato un abbassamento della temperatura corporea di tre gradi per circa un'ora, ha ridotto del 47% la frequenza del battito cardiaco e ha indotto il metabolismo a bruciare solo grassi e non carboidrati come fonte di energia.

I ricercatori hanno inoltre scoperto che variando la pressione acustica e la durata degli ultrasuoni si possono ottenere effetti più o meno evidenti: hanno dunque sviluppato una tecnologia che controlla gli ultrasuoni permettendo così di mantenere gli animali in uno stato di torpore per 24 ore consecutive, senza effetti collaterali.

La tecnica è stata sperimentata con successo anche su 12 ratti (animali che a differenza dei topi non hanno uno stato fisiologico di torpore), anche se in questo caso la temperatura corporea è scesa solo di 1-2 gradi in media.

Il cervello di un maiale è stato mantenuto attivo, fuori dal suo corpo, per cinque ore

Negli U.S.A, un team di ricerca specializzato in neuroscienze, mantiene attivo il cervello in modalità extra corporea grazie a una pompa e ad un algoritmo


I ricercatori sono riusciti a fare ciò che sembrava impossibile nella realtà ma possibile nei film di fantascienza (vedi Frankenstein): mantenere in vita un cervello (appartenente a un maiale) per diverse ore al di fuori del suo corpo.
Lo studio sul cervello

Un team dell’University of Texas Southwestern Medical Center ha è riuscito a tenere attivo per cinque ore il cervello di un maiale, fuori dal corpo, grazie a una nuova macchina sviluppata dagli scienziati dell’UT Southwestern . Il loro lavoro innovativo evidenzia il potenziale di terapie mediche radicali e nuove che implicano una comprensione più approfondita delle funzioni neurologiche. Come riportato nella rivista Scientific Reports, il lavoro dei ricercatori sottolinea gli incredibili passi avanti che si stanno facendo nel campo delle neuroscienze. Lo studio ha illustrato come la testa dell’animale sia stata mantenuta in uno stato di funzionalità attiva, pur essendo completamente separata dal corpo, grazie a una tecnica denominata Extracorporeal Pulsatile Circulatory Control (EPCC).
Extracorporeal Pulsatile Circulatory Control

Il sistema di nuova concezione consente di isolare il cervello dal resto del corpo grazie a una pompa artificiale super intelligente che si occupa del suo apporto di sangue, l’EPCC appunto.
L’EPCC imita con precisione i processi naturali del corpo, preservando la vitalità e la funzionalità del cervello per un periodo prolungato grazie a un apporto continuo di sangue, ossigeno e sostanze nutritive. Questa fantastica impresa scientifica apre a delle opportunità di ricerca senza precedenti; le implicazioni sono tanto vaste quanto varie. Per imitare la circolazione reale, il dispositivo è in grado di modificare sottilmente la composizione del sangue e di regolarne il flusso in base a una serie di variabili, tra cui la pressione sanguigna, il volume, la temperatura, l’ossigenazione e i nutrienti. Ciò è possibile grazie a un algoritmo computerizzato che tiene sotto controllo la pressione sanguigna, il flusso, la pulsatilità e altri fattori. Nello studio, il sistema è stato testato sul cervello di maiali domestici da allevamento (Sus scrofa domesticus). Una volta collegato al dispositivo, l’attività cerebrale è stata monitorata mediante elettrocorticografia continua e registrazioni con elettrodi di profondità cerebrale.
Nuovi modi per studiare il cervello

“Questo metodo innovativo consente di effettuare ricerche sul cervello indipendentemente dal corpo, permettendoci di rispondere a domande fisiologiche in un modo che non è mai stato fatto“, ha dichiarato in un comunicato il dottor Juan Pascual, autore dello studio e professore di neurologia, pediatria e fisiologia presso la UT Southwestern.
Per esempio, gli scienziati possono ora isolare questo organo speciale, che consuma più energia ed è essenziale nel nostro corpo, per studiarne la funzionalità senza l’interferenza delle risposte corporee. Mentre tali risposte potrebbero alterare i risultati in contesti sperimentali tradizionali, un ambiente isolato consente una manipolazione estremamente precisa di variabili come i livelli di glucosio. Questo aspetto può essere spesso difficile da studiare nei tipici modelli animali, perché l’organismo può compensare parzialmente il calo di zuccheri nel sangue alterando il metabolismo, il che altera le funzioni del cervello. Senza l’organismo, questo problema non può presentarsi. In altre parole, parametri resi così precisi – grazie all’uso dell’EPCC- offrirebbero una visione più netta ed empirica dei fattori che influenzano l’attività cerebrale.
L’alba di nuovi trattamenti risolutivi

Il Dr. Juan M. Pascual, ha espresso l’enorme importanza di questo risultato, in particolare per il fatto che consente agli scienziati di studiare l’organo senza interferenze da parte del corpo, il che porterà a risolvere enigmi neurologici e fisiologici finora irrisolvibili. I ricercatori sono anche interessati a utilizzare questo dispositivo come sistema di bypass cardiopolmonare, la “macchina cuore-polmoni” che mantiene il sangue in circolo durante gli interventi di cardiochirurgia e i trapianti. Il dottor Pascual ha dichiarato che il dispositivo è stato brevettato per testarne l’efficacia per questo tipo di procedura