sabato 16 aprile 2016

Il commento di Carlo Miniussi al post di Neurocritic Don't lose your head over tDCS



Qualche giorno fa, Neurocritic, blogger che dedica lucide analisi e approfondimenti critici molto seguiti in merito a studi rilevanti nell'ambito delle neuroscienze, ha pubblicato un nuovo post sul canto delle sirene rappresentato dalla stimolazione elettrica transcranica: Don't lose your head over tDCS.

In particolare, Neurocritic fa riferimento ad alcuni risultati presentati al Congresso annuale della Cognitive Neuroscience Society, tenutosi a New York dal 2 al 5 aprile.

Nell'introduzione del post ricorda la gran quantità di articoli pubblicati sulle più prestigiose testate giornalistiche, che hanno cantato le proprietà prodigiose delle piccole correnti inviate al nostro cervello attraverso cuffie avveniristiche.

Transcranial direct current stimulation (tDCS), hailed as a “non-invasive”1 way to alter brain activity,2 has been hot for years. In fact, peak tDCS is already behind us, with a glut of DIY brain stimulation articles in places like Fortune, CBC, Life Hacker, New Statesman, Wall Street Journal, Wired, Slate, Medical Daily, Mosaic, The Economist, Nature, IEEE Spectrum, and The Daily Dot.

Rispetto al primo punto riprendo quello che aveva risposto Carlo Minussi [from October 1, Miniussi has been appointed as the new Director of CIMeC] nella nostra conversazione Una scossetta perla felicità:

Il termine invasivo è una definizione che è utilizzata in medicina per descrivere la capacità di un esame clinico di penetrare le difese naturali dell'organismo umano, che in questo caso sono tutte le strutture sottostanti la cute, quest’ultima inclusa, dello scalpo (ad esempio il prelievo sanguigno è considerato invasivo, mentre la misurazione della pressione non lo è).
[…] Sicuramente l’esposizione a un qualsiasi evento può modificare in modo duraturo il nostro modo di interagire con il mondo che ci circonda, attraverso il cambiamento della forza con cui comunicano i neuroni. La stessa cosa vale per queste metodiche, che vanno ad interagire con la comunicazione neurale. Perciò il termine di invasività è strettamente correlato all’uso, corretto o meno, delle stesse.
Rispetto al secondo punto e cioè alla seduttività e alla viralità delle notizie sui mirabolanti usi della stimolazione elettrica transcranica, è davvero puntuale e felice l'incipit di Miniussi all'articolo con il quale introduce il numero speciale dedicato dalla rivista European Psychologist alla Stimolazione Cerebrale Non-Invasiva – Special Issue: Noninvasive Brain Stimulation – curato assieme a Giovanni Galfano.
After a small shock to the head, you can achieve happiness, a high mark in school, or the record in your preferred videogame.” I am reading this claim in the newspaper while sitting on the train going to work. I know what they are talking about; this is my field of research! Even so, I find these words persuasive, and I would like to try these shocks. The train has slowed down, a voice announces my stop, and I am back to a daily reality where small shocks have become a significant tool in basic and clinical neuroscience but certainly not to improve the performance of normal people in their everyday activities.


I nuovi risultati ai quali fa riferimento Neurocritic sono quelli presentati da György Buzsáki, che sono stati una doccia fredda per chi si occupa di stimolazione elettrica transcranica:

In Symposium Session 7 of the Cognitive Neuroscience Society meeting last week, Dr. György Buzsáki threw a bit of cold water on non-invasive transcranial electrical stimulation (TES) methods, which include tDCS and transcranial alternating current (tACS).

Recent studies of transcranial electrical stimulation in human cadaver heads showed a 90% loss of current when delivered through the skin (Buzsáki, 2016 CNS meeting).

This implies that a current of at least 5 mA on the scalp would be necessary to generate a 1 mV/mm electric field in the human brain. Based on his personal experience, Dr. Buzsáki reported that 4 mA was hard to tolerate even with anesthetized skin. For comparison, 2 mA is the maximum current recommended by an international panel of experts.


Secondo Buzsáki, in base agli studi su cadavere, l'elettricità inviata al cervello si disperde in gran quantità sullo scalpo e alla fine quella che raggiunge il cervello, con le scariche all'intensità consentita di 2 mA, è davvero troppo poco per garantire delle modificazioni neurali.

Neurocritic chiarisce che sugli effetti neurali della stimolazione elettrica transcranica sono allo studio diversi meccanismi, come quelli recentemente analizzati da Fertonani e Miniussi (2016).

If the effects of tDCS are not directly via neurons, what's the mechanism of action? It's glia! And calcium! Gliotransmission! Maybe.


The pre-astrocyte version of purported mechanism — based on direct modulation of the affected neurons' resting membrane potential — is described in the schematic below 

 

Ho inviato il post di Neurocritic a Carlo Miniussi per un suo commento.
Di seguito la sua risposta:

[…] ho letto il post, è ben fatto perché ha un sacco di links, tuttavia quello che è riportato non mi sembra così "nuovo".
Si sa già che arriva pochissima corrente al cervello

e mi segnala l'articolo di Miranda, Lomarev e Hallett del 2006:

Approximately half of the current injected during tDCS is shunted through the scalp, depending on electrode dimension and position. Using stimulating currents of 2.0 mA, the magnitude of the current density in relevant regions of the brain is of the order of 0.1 A/m2, corresponding to an electric field of 0.22 V/m. 
 
E continua:

certo... se quello che trova Buzsáki è confermato si può pensare che la tDCS abbia un effetto sul cervello quasi omeopatico. Sicuramente questi tipi di studi sono quelli di cui abbiamo più bisogno: studi sistematici su modelli animali o umani paragonabili, in termini di quantità di corrente che stimola il cervello, a quelli fatti sugli umani. Per fortuna stanno cominciando ad uscire, o meglio sappiamo che ci sono e stiamo aspettando di leggerli, come questo di Buzsáki.

Aggiunge:

Ci sono studi su modelli animali che dimostrano che le stimolazioni hanno effetti a livello dei meccanismi di base di plasticità


Infine puntualizza:

Quello che effettivamente manca è capire se le quantità di corrente che induce questi effetti nei modelli animali, è paragonabile a quella che arriva al nostro cervello, quando usiamo la tDCS ad intensità di 2mA sul nostro scalpo. Speriamo che questo studio [di Buzsáki] nella sua versione finale (ed altri simili) sia pubblicato presto.

Saranno mesi di lavoro e di discussioni molto importanti per comprendere meglio la metodica e i suoi effetti nell'uomo.
Così finalmente ci lasceremo alle spalle quei titoli allettanti riguardanti aggeggi miracolosi, per lo più venduti da maghi del commercio o da maghi della scienza privi di scrupoli e sedotti dalla Neuromania


Leggi anche il post successivo di Neurocritic: What We Think We Know and Don't Know About tDCS

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