Sviluppato il primo neurone artificiale. Funziona come una cellula nervosa umana trasmettendo stimoli elettrici

Lo sviluppo del primo neurone artificiale in grado di inviare e trasmettere stimoli elettrici da un neurone all’altro potrebbe essere la nuova frontiera per il trattamento di disturbi neurologici.
Stoccolma (Svezia), 30 giugno 2015 – Un team di ricercatori del Karolinska Institutet di Stoccolma, in Svezia, ha creato il primo neurone artificiale che funziona utilizzando la bioelettronica organica. Il neurone contiene, infatti, parti “viventi” ed è in grado di imitare il funzionamento di una cellula nervosa umana e comunicare proprio come fanno i nostri neuroni, ricevendo e trasmettendo segnali chimici.

[easy_ad_inject_1]Il neurone artificiale creato nei laboratori, non si compone di vere e proprie parti “viventi” ma di una plastica in grado di trasmettere impulsi elettrici. Attualmente, infatti, la tecnica principale per la stimolazione neuronale in cellule umane si basa proprio sulla stimolazione elettrica.

Partendo da questo principio, i ricercatori del Medical Centre Nanoscience svedese (SMNC) presso il Dipartimento di Neuroscienze del Karolinska Institutet, in Svezia, in collaborazione con i colleghi dell’Università di Linköping, hanno creato un dispositivo “organico” bioelettronico che è in grado di ricevere segnali chimici, che possono poi trasmettere alle cellule umane danneggiate andando a mirare direttamente alle zone del cervello interessate dal disturbo neurologico e preservando quelle sane.

Per testare il loro dispositivo, i ricercatori hanno messo un’estremità del neurone artificiale in una capsula di Petri (un recipiente piatto di vetro o plastica, solitamente di forma cilindrica) con sostanze chimiche che il dispositivo è in grado di rilevare, poi hanno utilizzato una macchina per monitorare i cambiamenti elettrici che ha generato, e per determinare da lì la necessaria quantità di segnale chimico per trasmetterlo all’altra estremità.

Il neurone “sintetico”, spiegano i ricercatori, è in grado di comunicare con i neuroni del cervello e di modificare i percorsi neurali fornendo un miglio trattamento dei disturbi neurologici, grazie ad una precisione del bersaglio che preserva le cellule sane.

I ricercatori sono convinti che neuroni artificiali come questi possano essere di aiuto nella riparazione della trasmissione del segnale dei neuroni nel cervello compromessi da una malattia o da un trauma. Gli sviluppatori confidano di rendere il dispositivo più piccolo in modo che in un prossimo futuro possa essere impiantato e testato in un cervello umano.

Questa innovazione potrebbe rivelarsi importante e aprire nuove strade per migliorare l’approccio terapeutico delle malattie neurologiche che oggi si basa sulla stimolazione elettrica tradizionale esterna. La nuova tecnica permette, infatti, di stimolare i neuroni dall’interno mediante specifici segnali chimici ricevuti da diverse parti del corpo. In futuro, tutto ciò potrà aiutare i medici a bypassare le cellule nervose danneggiate e ripristinare la funzione neurale.

“Il nostro neurone artificiale è fatto di polimeri conduttori e funziona come un neurone umano. La componente sensibile del neurone artificiale rileva un cambiamento nei segnali chimici, e questo si traduce in un segnale elettrico. Questo segnale elettrico viene successivamente tradotto nel rilascio del neurotrasmettitore acetilcolina, il cui effetto sulle cellule umane vive può essere monitorato. In futuro, vorremmo miniaturizzare questo dispositivo per consentirne l’impianto nel corpo umano”

spiega Agneta Richter-Dahlfors, professore di microbiologia cellulare, uno degli autori.

Il prossimo traguardo dei ricercatri è, dunque, migliorare il dispositivo neuronale aggiungendo la possibilità che funzioni in wireless. In pratica, il biosensore potrebbe essere collocato in una parte del corpo e il rilascio di neurotrasmettitori potrebbe essere comandato a distanza.

“Si potrebbe utilizzare ad esempio un telecomando per questo tipo di rilevamento automatico con regolazione e rilascio di impulsi a distanza. Si prospettano, perciò, nuove ed interessanti opportunità per il futuro della ricerca e il trattamento dei disturbi neurologici”

commenta Agneta Richter-Dahlfors.

Si è giunti alla creazione del primo neurone artificiale tenendo presente che i neuroni sono isolati l’uno dall’altro e comunicano con l’ausilio di segnali chimici, comunemente chiamati neurotrasmettitori. Quando il meccanismo di trasmissione si interrompe possono sorgere gravi malattie neurologiche come l’epilessia o il Parkinson. L’obiettivo dei ricercatori è riparare e rispritinare le zone del cervello danneggiate grazie ad un’azione mirata che parta dall’interno del corpo utilizzando una simolazione interna attravenso il funzionamento del neurone artificiale.

I ricercatori hanno presentato la loro innovazione sulla rivista Biosensors & Bioelectronics.
Questo il link alla pagina della rivista dove potrete trovare maggiori dettagli sullo sviluppo del primo neurone artificiale.

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Autore: Vincent Dimaggio

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