La nanorete elettronica per il cervello

Si inietta con una siringa, si integra tra i neuroni e consente di osservarne l'attività. Potrebbe sostituire le invasive operazioni di impianto degli elettrodi.

rete_alta
La nanorete elettronica per monitorare l'attività cerebrale.|Lieber Research Group, Harvard University)

Sembra uscita da una fantasia cyberpunk, invece è nata nei laboratori dell'Università di Harvard: una rete di elettrodi così sottile e flessibile da poter essere iniettata con un ago di un decimo di millimetro, che possa monitorare l'attività cerebrale - e non solo - senza provocare effetti collaterali. E senza bisogno di interventi invasivi.

 

Il microscopico dispositivo elettronico costituito da un mix di polimeri e metallo è stato creato e sperimentato per la prima volta da Charles Lieber, Professore di Chimica e ricercatore dell'Università di Harvard, e Ying Fang, del National Center for Nanoscience and Technology di Pechino. Lo studio è stato descritto questa settimana su Nature Nanotechnology.

 

Basta una puntura. L'elettronica flessibile era stata sperimentata con successo, finora, solo a livello cutaneo (si pensi ai tatuaggi elettronici per monitorare la glicemia, o il battito cardiaco). Ma è sotto alla cute che iniziano i problemi, e gli impianti si fanno più invasivi. La rete creata dai ricercatori - un insieme di nanofili, così come l'hanno definita gli autori dello studio - si comporta come i comuni elettrodi. Ma la sua struttura le permette di integrarsi all'interno del cervello come un'armatura a cui i neuroni si legano.

 

Testata in vivo. Lieber e colleghi sono riusciti a comprimere la rete in modo da farla passare per un ago del diametro di 100 micrometri, e l'hanno quindi iniettata prima in un gel sintetico, poi in due diverse aree cerebrali di topi sotto anestesia. Una volta in loco, in meno di un'ora, la nanorete si è dispiegata fino all'80% della sua configurazione originaria, senza perdere funzionalità e con danni minimi ai tessuti circostanti.

 

"Amicizia" coi neuroni. A 5 settimane dall'intervento, i topi non hanno dato segni di risposta immunitaria, la prova che la struttura non ha causato infiammazione (come spesso fanno gli elettrodi). Immagini microscopiche hanno poi mostrato l'interazione della armatura con neuroni sani, uno scenario che apre prospettive molto interessanti per le neuroscienze.

 

Possibili applicazioni. L'elettronica iniettabile, milioni di volte più flessibile di quella tradizionale, e con dimensioni paragobabili a quelle delle strutture subcellulari, potrebbe essere usata in futuro, nell'uomo, per monitorare l'attività di aree cerebrali (o di altri organi), stimolare la rigenerazione neurale e la crescita di tessuti in caso di danni cerebrali, epilessia o paralisi.

 

Ti potrebbero interessare

 

10 Giugno 2015 | Elisabetta Intini