In futuro lo smartphone ci dirà se ci stiamo ammalando / In the future, the smartphone will tell us if we are getting sick

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Un dispositivo che rileva gli impulsi neurali provocati dalla presenza di citochine potrebbe raccogliere indizi sul processo infiammatorio e la risposta immunitaria nell'organismo. Lo dice uno studio americano condotto sui topi

Usare lo smartphone per capire se ci stiamo ammalando: secondo Theodoros Zanos, ricercatore del Center for Bioelectronic Medicine, The Feinstein Institute for Medical Research, si tratta di un’eventualità non così remota. La sua ricerca, apparsa su Pnas, suggerisce infatti che disturbi come diabete, artrite reumatoide, malattia di Chron e malattie polmonari ostruttive croniche potranno, in un futuro prossimo, essere individuate e monitorate grazie all’impianto di elettrodi nel sistema nervoso.

Lo studio di Zanos ha esaminato gli impulsi elettriciemessi dal sistema nervoso dei topi in seguito all’iniezione di due diversi tipi di citochine, quelle molecole che attivano e regolano il processo infiammatorio e la risposta immunitaria. Il loro rilascio da parte dell’organismo è indice di una possibile infezione e rilevarne la presenza potrebbe favorire l’individuazione del disturbo. In particolare il ricercatore ha utilzzato l’interleuchina-1β e il fattore di necrosi tumorale (TNF): la prima favorisce l’innescarsi dei processi infiammatori e la produzione di altre citochine, oltre ad attivare le altre cellule del sistema immunitario; il secondo ha proprietà immunostimolanti ed è il principale mediatore nella risposta infiammatoria acuta.

La registrazione degli impulsi elettrici prima e dopo l’iniezione delle molecole è stata possibile grazie all’impianto di elettrodi circolari all’esterno del nervo vago, responsabile della maggior parte delle comunicazioni tra il cervello e il resto dell’organismo. Gli impulsi sono stati analizzati con uno speciale algoritmo (Naive Bayes), che ha evidenziato come i segnali si differenzino uno dall’altro in base alla presenza o all’assenza di citochine nell’organismo. Non solo: la decodifica dei segnali permette anche di distinguere le due molecole una dall’altra.

Le condizioni riprodotte in laboratorio sono, naturalmente, “semplificate” rispetto alla realtà: in una situazione più complessa, in cui agiscano più di due tipi di molecole, sarebbe certamente più difficile ricavare informazioni significative mediante la codifica di numerosi tipi di segnali neurali. Si tratta comunque di un importante primo passo: la pratica di utilizzare elettrodi come stimolatori del nervo vago è già esercitata da anni nel trattamento di patologie come epilessia, depressione e artrite reumatoide, ma lo studio di Zanos e colleghi è il primo a registrare i segnali neurali provocati dalla presenza di citochine. La possibilità di impiantare un simile dispositivo negli esseri umani, per rilevare disturbi e decidere di andare dal medico, non sembra più così remota.

ENGLISH

A device that detects the neural impulses caused by the presence of cytokines could collect clues to the inflammatory process and the immune response in the body. An American study of mice says so

Using the smartphone to understand if we are getting sick: according to Theodoros Zanos, researcher of the Center for Bioelectronic Medicine, The Feinstein Institute for Medical Research, it is a not so remote eventuality. His research, which appeared on Pnas, suggests that disorders such as diabetes, rheumatoid arthritis, Chron's disease and chronic obstructive pulmonary diseases may, in the near future, be identified and monitored thanks to the implantation of electrodes in the nervous system.

The Zanos study examined the electrical impulses emitted by the nervous system of mice following the injection of two different types of cytokines, those molecules that activate and regulate the inflammatory process and the immune response. Their release from the body is indicative of a possible infection and detecting their presence could facilitate the detection of the disorder. In particular, the researcher has used interleukin-1β and tumor necrosis factor (TNF): the former favors the initiation of inflammatory processes and the production of other cytokines, in addition to activating the other cells of the immune system; the latter has immunostimulant properties and is the main mediator in the acute inflammatory response.

The recording of electrical impulses before and after the injection of the molecules was possible thanks to the implantation of circular electrodes outside the vagus nerve, responsible for most of the communications between the brain and the rest of the organism. The impulses were analyzed with a special algorithm (Naive Bayes), which showed how the signals differ from each other based on the presence or absence of cytokines in the body. Not only that: the decoding of the signals also allows us to distinguish the two molecules from each other.

The conditions reproduced in the laboratory are, naturally, "simplified" with respect to reality: in a more complex situation, in which more than two types of molecules act, it would certainly be more difficult to obtain meaningful information by encoding numerous types of neural signals. However, this is an important first step: the practice of using electrodes as stimulators of the vagus nerve has already been practiced for years in the treatment of diseases such as epilepsy, depression and rheumatoid arthritis, but the study of Zanos and colleagues is the first to record the signals neural problems caused by the presence of cytokines. The possibility of implanting such a device in humans, to detect disorders and decide to go to the doctor, does not seem so remote.

Da;

https://www.galileonet.it/2018/06/smartphone-dice-ammalando/