Integrazione della biologia dei sistemi alla neuromodulazione per diagnosi, studio e terapia delle malattie neurodegenerative

Le malattie neurodegenerative rappresentano la settima causa di morte al mondo e la quarta in Italia. Si stima che attualmente 55.2 milioni di persone convivano con una forma di demenza, un dato che è destinato ad aumentare negli anni a causa dell’invecchiamento della popolazione e alla mancanza di terapie curative. Malattie come la SLA, l’Alzheimer e il Parkinson colpiscono il cervello di una persona, privandola non solo delle proprie capacità motorie e decisionali, ma anche dei propri ricordi, affetti e la personalità costruita nell’arco della vita. La neurodegenerazione è un processo lento e inarrestabile che coinvolge le cellule neuronali nel cervello. I neuroni sono soggetti ad atrofia, con conseguente perdita della propria struttura, impedendo il corretto funzionamento dei processi cognitivi. La tesi si articola in tre livelli: diagnosi, studio e terapia L’analisi include lo studio delle caratteristiche biologiche delle principali forme di demenze e dei meccanismi che si istaurano a livello cerebrale. Questa introduzione permette di comprendere l’utilità delle strumentazioni mediche impiegate per la diagnosi e i loro limiti. L’ambito terapeutico è affrontato da diverse prospettive, considerando prima le terapie farmacologiche esistenti e successivamente i nuovi approcci ingegneristici che sfruttano l’interazione del campo elettromagnetico con i neuroni per modulare l’attività elettrica del cervello. Questa applicazione è supportata da un modello matematico che spiega la reazione fisica delle fibre nervose al campo indotto. In conclusione, la tesi fornisce alcune considerazioni sulle prospettive future in questo ambito, con uno sguardo sulle potenzialità offerte della biologia sintetica.