Creato un cerotto morbido indossabile per monitorare le dinamiche dell’acqua cerebrale durante il sonno. Il dispositivo,  realizzato da  gruppo di  ricercatori della Seoul National University Bundang Hospital, Corea / Seoul National University College of Medicine e del Georgia Institute of Technology, Atalanta Georgia Usa, guidati da  Seunghyeb Ban,  offre per la prima volta un modo per rilevare l’attività del  percorso glinfatico (o sistema glinfatico) e cioè quella rete di drenaggio e pulizia del cervello,  costituita da un sistema di canali perivascolari (minuscole cavità piene di liquido che circondano i vasi sanguigni cerebrali coinvolti nel drenaggio dei liquidi), creati dagli astrociti, un tipo di cellula gliale a forma di stella.

Si può definire questo sistema una vera e propria “lavatrice”, perché  lava letteralmente il cervello ripulendolo delle scorie accumulate durate la veglia. Come? Il sistema glinfatico  permettendo  al  liquido cerebrospinale (CSF) di penetrare nel tessuto cerebrale per mescolarsi con il liquido interstiziale (ISF), ripulisce il cervello dai prodotti di scarto metabolico, come le proteine tossiche tau e amiloide-β legate all’Alzheimer ed altri tipi di scorie e sostanze chimiche che influenzano negativamente i processi cerebrali se, invece di essere smaltite, si accumulano.

Nel suo percorso, il liquido cerebrospinale si  riversa nei vasi linfatici delle meningi trasportando le scorie raccolte verso i linfonodi cervicali per smaltirle. Questo meccanismo di “pulizia” idraulica avviene principalmente durante il sonno profondo  ed è regolato dalle  cellule gliali.

Il sistema glinfatico è stato scoperto solo nel 2012 dalla neuroscienziata danese, Maiken Nedergaard, e il suo nome nasce dalla fusione tra “cellule gliali” le cellule di supporto del cervello che regolano questi canali e “sistema linfatico”.

Lo studio, pubblicato su Science Advances, oltre ad approfondire la conoscenza di questo  complesso “sistema di smaltimento dei rifiuti”, sottolinea quanto un  monitoraggio delle dinamiche dell’acqua cerebrale, che riflettono la sua ridistribuzione, possa diventare un biomarcatore indiretto per comprendere la relazione tra disturbi del sonno, un processo fisiologico per la salute del cervello,  e malattie neurologiche o sistemiche.

Recenti ricerche dimostrano che il sistema glinfatico svolge un ruolo chiave nel facilitare l’eliminazione delle scorie metaboliche, tuttavia per gli scienziati il monitoraggio continuo e in tempo reale delle dinamiche dell’acqua cerebrale, durante il sonno, ha sempre costituito una sfida. Ban e colleghi per superare questo gap, consapevoli della difficoltà di misurare gli spostamenti del CSF, hanno mirato “a catturare i cambiamenti fisiologici correlati al fluido e associati all’attività glinfatica, misurando le variazioni che avvengono nell’acqua cerebrale. Per fare queste misure hanno realizzato un  sistema di spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS).

Più semplicemente, un “cerotto” morbido, wireless, indossabile  e aderente alla pelle, composto da tre strati principali: uno strato adesivo per il fissaggio alla pelle, un circuito stampato flessibile (fPCB) che contiene i LED e il rilevatore, e uno strato di incapsulamento in silicone per la protezione meccanica e il comfort. I LED e i fotorivelatori  sono posizionati sulla superficie del dispositivo, consentendo il rilevamento simultaneo di segnali a più lunghezze d’onda. Il dispositivo è alimentato da una batteria ricaricabile ai polimeri di litio integrata.

Utilizzando il dispositivo, durante il sonno notturno e in un ambiente domestico naturale, gli scienziati hanno monitorato, in vivo, diversi soggetti umani, scoprendo cambiamenti continui delle dinamiche del fluido cerebrospinale nelle diverse fasi del sonno. E’ stato inoltre possibile, attraverso l’analisi spettrale, identificare diversi ritmi fisiologici durante il sonno, tra cui la respirazione, la frequenza cardiaca e le oscillazioni legate all’attività a onde lente.

Questi risultati, secondo i ricercatori, supportano il legame tra le dinamiche dell’acqua, dipendenti dalle fasi del sonno, e l’attività glinfatica ed evidenziano il ruolo funzionale del liquido cerebrospinale nel sistema glinfatico. Con questo studio , spiegano i ricercatori, “abbiamo dimostrato che le dinamiche dell’acqua cerebrale e i segnali fisiologici associati nelle diverse fasi del sonno possono, ora,  essere monitorati in modo continuo, non invasivo e fisiologicamente significativo utilizzando un sistema NIRS morbido.

Inoltre, oltre alla semplice classificazione delle fasi del sonno, questo approccio configura il dispositivo software come una piattaforma per il monitoraggio fisiologico domiciliare e multiscala delle dinamiche dei fluidi cerebrali, potenzialmente collegate ai processi di eliminazione”. (Rita Lena)