Un sistema che inverte la paralisi

Dopo 4 anni da un incidente motociclistico che lo aveva paralizzato dal petto in giù, il 5 dicembre 2011, Andrew Meas si mosse per la prima volta. 

In una settimana, cominciò a stare in piedi. Il prodigioso recupero (seppur parziale) di Meas è avvenuto grazie all'uso di un innovativo apparato di elettrodi impiantati sopra il suo midollo spinale. Per decenni, i ricercatori hanno cercato modi per aiutare milioni di persone con lesioni al midollo spinale a riprendere il controllo dei loro arti, ma con scarsi risultati.

Gli scienziati dell'Università di Louisville, nel Kentucky, del Spinai Cord Injury Research Center, dove Meas e altri tre pazienti hanno ricevuto i loro impianti, ipotizzano che la stimolazione potrebbe risvegliare le connessioni tra il cervello e la parte inferiore del corpo. "C'è una circuitazione residua che possiamo recuperare e che nessuno mai aveva pensato di usare", spiega Reggie Edgerton, direttore del Neuromuscular Research Laboratory dell'Università della California, a Los Angeles. Alcuni benefici come un migliore controllo degli sfinteri e una migliore pressione sanguigna, rimangono anche quando il dispositivo è spento. La stimolazione elettrica non è, però, una cura.

I pazienti non possono ancora camminare e la stimolazione deve essere personalizzata per ogni individuo, il che richiede tempo. Ma è comunque un enorme progresso che "apre un nuovo meccanismo di recupero" conclude Edgerton.

COME FUNZIONA (FIG.1)

• A Quando una persona con lesioni al midollo vuole muovere le dita dei piedi, l'impulso va dal cervello al midollo, ma non raggiungere la sua destinazione. 
• B I sei elettrodi impiantati sul midollo spinale inferiore stimolano il circuite che controlla la parte inferiore del corpo, risvegliando i neuroni dormienti che trasportano il messaggio. 
• C Un filo collega l'apparato di elettrodi all'elettrostimolatore, un dispositivo ricaricabile grande come un cercapersone, impiantato sull'addome nel sottocute. 
• D Lo stimolatore avvia i vari circuiti neurali e diverse frequenze, tensioni e combinazioni di elettrodi consentono movimenti differenti.
• E Un telecomando palmare permette all'utente di selezionare quali circuiti stimolare per esempio, le dita del piede sinistro e la gamba destra.

Fig.1

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Una carica veloce | Soltanto 30 secondi per ricaricare la batteria di uno smartphone!

Una carica veloce. Soltanto 30 secondi per ricaricare la batteria di uno smartphone!
Si tratta di una batteria speciale realizzata da una startup israeliana che fa uso di nuovi materiali per gli elettrodi e nano-cristalli che fungono da elettrolita.

La messa in vendita è prevista per l'anno 2016. StoreDot, questo il nome della startup israeliana che ha garantito la produzione e la sucessiva vendita di una batteria che potrà ricaricarsi in soli 30 secondi. Solitamente gli smartphone raggiungono molto di rado la fine della giornata, visto la grande attività incentrata attorno ad esso: email, sms, telefonate, chat, navigazione nel web, appunti etc etc etc, sottoponendo l’hardware ed il software ad un fortissimo stress. Gli utenti sapranno certamente apprezzare la possibilità, fornita da questa batteria speciale di ridurre i tempi di attesa: unica limitazione sarà quella di trovare una presa di corrente.

La batteria in oggetto, realizzata da StoreDot ha oltretutto il vantaggio di essere ecologica, in quanto non fa uso di materiali tossici. Durante la conferenza Microsoft Think Next a Tel Aviv, attraverso un Samsung Galaxy S4, è stato dato dimostrazione del suo funzionamento.

Batteria ecologica

Il prototipo della batteria ha una dimensione alquanto generosa, ma è prevista in futuro la sua miniaturizzazione, in maniera tale da integrarla come dotazione nella confezione d'acquisto degli smartphone. Inoltre, al momento non raggiunge la massima capacità, ma la startup israeliana ha garantito di riuscire ad essere in grado di risolvere questi problemi nei prossimi due anni. La produzione di massa e la commercializzazione sono dunque previste per la fine del 2016. Invece degli ioni di litio, StoreDot farà dunque uso dei peptidi.

Il processo di auto-assemblaggio di queste molecole, formate da catene di aminoacidi, può essere manipolato per creare nano-cristalli (o nanodot), sfere dal diametro di appena 2,1 nanometri. L’azienda ha di conseguenza realizzato un elettrodo costituito da nuovi materiali, denominato MFE acronimo di Multi Function Electrode, che funziona allo stesso tempo come un super condensatore (carica veloce) e un elettrodo di litio (scarica lenta).

Nell’elettrolita sono stati immersi i nanodot. Per proseguire le sue ricerche, StarDot ha ottenuto finanziamenti per 6,25 milioni di dollari. Uno degli investitori è «un produttore di smartphone asiatico». È probabile che nel 2017 vedremo la batteria biologica integrata nel Galaxy S8. Fonte (webnews.it)

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Elettricità | Sveglia per chi dorme in...coma?

Elettricità! Sveglia per chi dorme in...coma? La nuova idea scientifica riguarda dunque la stimolazione elettrica transcraniale diretta, cioè l’applicazione di una leggera corrente sul cranio attraverso una serie di elettrodi innestati sul cuoio capelluto.

Si tratta di una tecnica innovativa che ultimamente sta trovando sempre di più il suo impiego nel settore medico. La nuova tecnica dunque, ovvero sia la stimolazione elettrica transcraniale diretta è stata utilizzata con successo dai ricercatori della University of Oxford per aumentare le abilità matematiche di alcuni studenti, anche se in quella circostanza non si erano risparmiati certi detrattori, secondo cui gli introiti avuti da tale innovazione, avrebbero dato luogo ad un deficit importante in altri settori. Comunque sia, gli scienziati dell'Università di Liegi, coordinati da Steven Laureys, dichiarano oggi di aver raggiunto un obiettivo ancora più ambizioso: usare la tDSC per svegliare pazienti in stato minimamente cosciente o vegetativo!

tDSC
stimolazione elettrica transcraniale diretta

Attenzione! Per svegliare, specificano i ricercatori, s’intende semplicemente recuperare alcune funzioni di base che si credevano perdute per sempre. Ed inoltre per un tempo assai limitato: “Non voglio dare false speranze alle famiglie dei malati”, dice Laureys a NewScientist. “Le persone che abbiamo sottoposto a stimolazione elettrica transcraniale diretta non si sono alzate né hanno iniziato a camminare. La tecnica però mostra buone potenzialità per un lieve recupero, anche anni dopo il danno”.

L’équipe di Laureys ha lavorato con 55 pazienti che a causa di gravi danni cerebrali o mancanza di ossigeno al cervello, come dicevamo, erano in stato vegetativo (cioè in cui sono presenti le fasi di sonno e veglia e i riflessi, ma non c’è alcuna consapevolezza) o di minima coscienza (in cui si avverte il dolore e si provano alcune emozioni, ma si è impossibilitati a comunicare). Gli scienziati hanno posto degli elettrodi sulla corteccia prefrontale dorsolaterale sinistra dei pazienti, l’area del cervello coinvolta nella memoria, nei processi decisionali e nella coscienza. Hanno quindi eseguito venti minuti di stimolazione su metà di loro e un trattamento placebo sull’altra metà.

“Durante e subito dopo le stimolazioni”, racconta ancora NewScientist, “13 persone in stato minimamente cosciente e 2 persone in stato vegetativo hanno mostrato segni di consapevolezza mai osservati prima. Nel gruppo trattato con placebo non si sono osservati gli stessi miglioramenti”. Alcuni pazienti erano addirittura in grado di rispondere a semplici domande muovendo la testa o gli occhi e stringendo le mani. I risultati completi dello studio non sono ancora disponibili, ma saranno presto pubblicati sulla rivista Neurology per un vaglio più approfondito.

Anche perché, ammettono gli scienziati, non è chiaro come funzioni esattamente il trattamento: l’ipotesi più probabile è che agisca su un’attività cerebrale precedentemente soppressa, innalzandola al di sopra di una certa soglia. L’effetto, purtroppo, è durato soltanto un paio d’ore, dopo le quali i pazienti sono scivolati di nuovo nello stato di incomunicabilità in cui si trovavano prima. Nessuno può dire con certezza cosa sia successo in quelle due ore: “I pazienti potrebbero aver provato la stessa sensazione che abbiamo quando dormiamo in un hotel e ci svegliamo all’improvviso senza sapere dove siamo”, spiega Laureys. Gli scienziati stanno ora lavorando per allargare il più possibile questa finestra temporale, magari aumentando la durata della stimolazione cerebrale che specificano, non ha alcun effetto collaterale.

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