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Creato chip che comunica in maniera biunivoca con i neuroni

Scritto da Redazione di Gaianews.it il 03.09.2012

CervelloScienziati italiani, israeliani e tedeschi , guidati dal prof. Stefano Vassanelli,  neurofisiologo presso il Dipartimento di Scienze Biomediche dell’Università degli Studi di Padova, hanno creato un microchip che è in grado di sostenere una relazioni biunivoca con i neuroni del cervello. Il chip può registrare l’attività dei neuroni e anche stimolarla. La scoperta sarà utile per studiare le comunicazioni fra neuroni, ma si può anche pensaere a  neuroprotesi intelligenti che potranno essere applicate nl trattamento con malattie come l’Alzheimer e l’epilessia.

I ricercatori hanno sviluppato nell’ambito del progetto CyberRat, finanziato dalla Comunità Europea,  dei microchip a forma di ago direttamente impiantabili nel cervello. Gli aghi hanno un rivestimento di diossido di titanio di spessore nanometrico ottenuto mediante speciali procedure di deposizione che conferiscono al chip alta biocompatibilità. Grazie a sensori e attuatori di dimensioni micrometriche integrati nel chip, è stato possibile registrare l’attività di grandi popolazioni di neuroni in varie regioni cerebrali con una risoluzione di soli dieci micrometri.

Oltre al progresso tecnologico, perchè mai era stata raggiunta una risoluzione così elevata, la tecnica ha consentito per la prima volta di stabilire una comunicazione bi-direzionale : da cervello a chip, registrando l’attività neuronale e da chip a cervello stimolandola.

Il professor Vassanelli ha spiegato:  “Il progetto aveva lo scopo di sfruttare il potenziale della tecnologia del silicio per sviluppare un nuovo strumento per studiare le funzioni cerebrali, in particolare come i neuroni che sono organizzati in reti  complesse e fortemente interconnesse processino l’informazione. Per comprendere la funzione del cervello da questa prospettiva, una buona strategia è quella di stabilire una comunicazione bidirezionale con moduli funzionali cerebrali, neuroni e reti, ad alta risoluzione spaziale (cioè nell’intervallo micrometri) e in scale più grandi, cioè con molti neuroni  e contemporaneamente in diverse regioni del cervello. I microchip di silicio con centinaia di migliaia di  microsensori impiantabili integrati  e gli attuatori per la registrazione e la stimolazione neuronale possono servire allo scopo. Con i nostri risultati abbiamo sperimentato che incapsulando questi microchip di diossido di titanio possiamo stabilire  una accoppiamento capacitivo con i neuroni su modelli animali, ottenendo così un interfaccia biunivoca cervello-chip di dieci micrometri. La tecnologia è il punto di partenza per gli sviluppi futuri, quali nuovi strumenti avanzati per le neuroscienze o  neuroprotesi  “intelligenti” capaci  di leggere le attività neuronali, di elaborare modelli di stimolazione attraverso il chip e un loop ibrido neuro elettronico. In questo modo , l’approccio può aprire  nuove strade per il trattamento di disturbi neurologici come Parkinson o l’epilessia “.

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