Il ricercatore Jose Carmena ha addestrato per anni i macachi a muovere cursori di computer e arti robotici con la mente. Per fare ciò impiantava elettrodi nel cervello degli animali e ne monitorava l’attività neurale. Ora, come parte di un impressionante programma da 70 milioni di dollari finanziato dall’esercito statunitense, Carmena ha un nuovo obiettivo: l’impiego di impianti cerebrali per leggere e controllare le emozioni dei malati di mente.
La Defense Advanced Research Projects Agency, o DARPA, ha appena assegnato due grandi contratti al Massachusetts General Hospital e all’Università della California, a San Francisco, per creare impianti cerebrali elettrici capaci di trattare sette condizioni psichiatriche, fra cui le dipendenze, la depressione, e i disturbi marginali della personalità. Il progetto mira ad espandere la conoscenza del funzionamento del cervello, sviluppare sistemi microelettronici compatibili con il corpo e dimostrare che pensieri e azioni possano essere alterati con impulsi cerebrali mirati.
«Immaginate che io soffra di dipendenza dall’alcol e stia provando un forte desiderio di bere», dice Carmena, che è professore presso l’Università della California a Berkeley e partecipa attivamente nel progetto guidato dall’UCSF. «Potremmo intercettare quella sensazione e quindi stimolare il cervello a bloccarla». Gli Stati Uniti stanno vivendo un’epidemia di malattie fra veterani e un incremento nel numero di suicidi fra i civili. I farmaci e le terapie giocano un ruolo limitato, ed è per questo che l’esercito sta volgendo a dispositivi neurologici, spiega Justin Sanchez, manager del programma DARPA conosciuto come Subnets, ovvero Systems-Based Neurotechnology for Emerging Therapies.
«Vogliamo comprendere le reti cerebrali che operano nelle patologie neuropsichiatriche, sviluppare la tecnologia per misurarle e i segnali da inviare al cervello», spiega Sanchez. « È qualcosa di completamente nuovo e diverso. Questi dispositivi non esistono ancora». Con questi contratti, che costituiscono il più grande premio elargito a supporto della BRAIN Initiative del Presidente Obama — il programma di mappatura del cervello che è stato lanciato dalla Casa Bianca lo scorso anno — la UCSF riceverà fino a 26 milioni di dollari, mentre il Mass General riceverà fino a 30 milioni. Aziende come il gigante dei dispositivi medici Medtronic e la startup Cortera Neurotechnologies, una spin-out del laboratorio wireless della UC Berkeley, forniranno la tecnologia. La ricerca iniziale verrà condotta sugli animali, ma la DARPA spera di arrivare alla sperimentazione sugli umani nel giro di due o tre anni.
La ricerca si fonda su un piccolo ma crescente mercato per dispositivi che funzionano stimolando i nervi sia all’interno che all’esterno del cervello. Oltre 110,000 pazienti affetti da Parkinson hanno subito interventi per l’impianto di stimolatori di cervello della Medtronic per il controllo dei tremori tramite impulsi. Più di recente, i dottori hanno utilizzato questi stimolatori per trattare gravi casi di disordini ossessivo compulsivi. Lo scorso novembre, la U.S. Food & Drugs Administration ha approvato il NeuroPace, il primo impianto che registra le attività del cervello e invia impulsi. Questo dispositivo viene utilizzato per osservare le crisi epilettiche ed arrestarle con impulsi elettrici. Nel complesso, stando alle stime dell’industria, i medici statunitensi fatturano all’incirca 2.6 miliardi di dollari in impianti di stimolatori neurali l’anno.
I ricercatori sostengono di aver fatto progressi rapidi per quanto riguarda l’elettronica, inclusi piccoli computer impiantabili. Con questo programma, il Mass General collaborerà con i Draper Laboratories di Cambridge, nel Massachusetts, per sviluppare nuove tipologie di stimolatori. Il team della UCSF è supportato dai ricercatori di microelettronica e tecnologie wireless della UC Berkeley, che hanno sviluppato svariati prototipi di impianti cerebrali miniaturizzati. Michael Maharbiz, un professore del dipartimento di ingegneria elettrica della Berkeley, sostiene che l’iniziativa BRAIN di Obama, e i fondi previsti dalla DARPA, stiano scatenando una “frenesia” intorno alla tecnologia. «È un ottimo momento per sviluppare tecnologie per il cervello», dice.
La nuova linea di ricerca è stata soprannominata “affective brain computer interfaces” da alcuni, a indicare dispositivi elettronici che alterano le emozioni, magari controllando direttamente pensieri o desideri di un paziente. «In sostanza, stiamo cercando di realizzare la prossima generazione di stimolatori cerebrali psichiatrici», dice Alik Widge, un ricercatore del team del Mass General.
Darin Dougherty, uno psichiatra che dirige la divisione di neuroterapeutici del Mass General, dice che una delle funzioni di questa ricerca potrebbe consistere nel sopprimere la paura nei veterani affetti da disturbi post-traumatici da stress, o PTSD. La paura viene generata nell’amigdala — una parte del cervello che ha a che fare con le memorie emotive. Può, però, essere repressa tramite segnali in un’altra regione, la corteccia pre-frontale ventromediale. «L’idea sarebbe di decodificare un segnale nell’amigdala che indica iperattività, quindi stimolare un’altra parte per sopprimere quel timore», spiega Dougherty.
Questa ricerca non è priva di aspetti inquietanti. Negli anni ’70, il neuroscienziato della Yale University, Jose Delgado, dimostrò di poter indurre emozioni nelle persone, quali rilassamento o ansia, utilizzando impianti da lui definiti “stimoceiver”. Delgado, però, finanziato anch’esso dall’esercito, lasciò gli Stati Uniti dopo un’udienza al Congresso, nel corso della quale fu accusato di sviluppare dispositivi per il controllo totalitario della mente. Stando agli scienziati finanziati dalla DARPA, l’agenzia è ansiosa riguardo la percezione del programma Subnets da parte del pubblico, e ha appuntato un panel etico per sovrintendere la ricerca.
Gli impianti psichiatrici controllerebbero di fatto il comportamento dei malati di mente, anche se in molti casi indirettamente, modificando la loro percezione. Uno stimolatore che, ad esempio, bloccasse il desiderio di cocaina, altererebbe il comportamento di un drogato. «Serve a cambiare quello che le persone provano e a cambiare ciò che fanno. Si tratta di due aspetti legati fra loro», dice Dougherty.
Dougherty sostiene che un impianto cerebrale verrebbe considerato unicamente per pazienti veramente debilitati dalla malattia mentale e che non possono essere aiutati da farmaci o psicoterapia. «Non sarà mai una prima scelta del tipo; “Oh, soffre di PTSD, prepariamola per un intervento chirurgico”», dice Dougherty. «Sarà un approccio destinato unicamente alle persone che non rispondono agli altri trattamenti».
