Una piattaforma open source per studiare la stimolazione elettrica dei nervi

Alcuni ingegneri hanno sviluppato una piattaforma software open-source che automatizza la modellazione 3D della stimolazione elettrica dei nervi. Questo può consentire ai ricercatori di prevedere come nervi specifici risponderanno a diversi modelli di stimolazione da elettrodi personalizzati. I ricercatori sperano che la piattaforma aiuterà a creare modelli accurati di nuove terapie per una varietà di malattie, tra cui l’artrite reumatoide.


I dispositivi di stimolazione nervosa sono impiantati nel corpo e programmati per inviare impulsi mirati di elettricità nei nervi. Questi impulsi possono avviare o sopprimere i segnali nel nervo, cambiando la regolazione delle funzioni degli organi e possibilmente trattando la malattia. La stimolazione nervosa è una promettente alternativa ai farmaci in alcuni casi.


Alcune terapie di stimolazione elettrica, come la stimolazione del nervo vago, hanno già dimostrato di essere un trattamento efficace per malattie come l’epilessia e la depressione in pazienti che non rispondono alle terapie farmacologiche tradizionali.


Nonostante i promettenti dati preclinici, tradurre la stimolazione del nervo alla clinica è impegnativo perché c’è molta variabilità nell’anatomia neurale tra animali ed esseri umani e persino da persona a persona. Queste variabilità richiedono la scelta di diversi elettrodi o parametri di stimolazione per ottenere una risposta mirata, cosa non sempre semplice.


Mentre la modellazione computazionale permette ai ricercatori di evitare alcune congetture nella stimolazione elettrica, il processo di modellazione è altamente complesso e di solito limita il suo uso a sviluppatori esperti e limita la riproducibilità del modello e il riutilizzo. I ricercatori hanno cercato una soluzione a questo problema.


La nuova piattaforma rende infatti la modellazione della stimolazione nervosa più accessibile, riproducibile ed efficiente. Permette ai ricercatori di definire una varietà di informazioni, come la geometria del nervo, i modelli di fibre, il design degli elettrodi e le forme d’onda di stimolazione, e poi simulare la risposta di un nervo agli impulsi elettrici.


L’automazione permette agli utenti di replicare modelli da ricerche precedentemente pubblicate, trasformando un processo che potrebbe richiedere anni in qualcosa che dura poche settimane o alcuni giorni. La piattaforma è un progetto open source ed è di libero accesso per gli utenti.


Fonte: PLoS Computational Biology

IT-NON-05325-W-09/2023