Neuroni artificiali in grado di modificare la frequenza cardiaca ma anche, si spera un giorno, utili per curare lesioni al midollo spinale e malattie neurodegenerative, come Parkinson, Alzheimer e Sclerosi laterale amiotrofica (Sla).
Non si tratta, però, del miliardario Elon Musk e del suo progetto Neuralink bensì di due ricerche: una della svedese Linköping University e un’altra della Northwestern University in Illinois.
COSA RIESCONO A FARE (PER ORA) I NEURONI ARTIFICIALI
I ricercatori della Linköping University, il cui studio è stato pubblicato su Nature Materials, hanno creato dei neuroni artificiali che riproducono fedelmente le caratteristiche delle cellule nervose biologiche e riescono a stimolare i nervi.
Queste nuove cellule nervose create in laboratorio e chiamate neuroni elettrochimici organici imitano per ora 15 delle 20 caratteristiche tipiche delle cellule nervose biologiche.
COME SONO FATTI
I neuroni artificiali sono composti da transistor elettrochimici organici – ovvero dispositivi elettronici che permettono di controllare il passaggio di corrente all’interno di un circuito – fatti da determinati polimeri conduttori facilmente stampabili su sottili fogli di plastica.
Come ha spiegato in un’intervista a Repubblica il ricercatore italiano Simone Fabiano, che ha preso parte allo studio, si tratta di “un dispositivo minuscolo fatto di materiale morbido e organico, una sorta di plastica”. È fatto di ioni e di sostanze chiamate neurotrasmettitori. “Noi per esempio – ha detto – con i nostri neuroni artificiali usiamo il cloruro di sodio, il sale da cucina, per imitare le pompe di sodio e potassio che i neuroni naturali usano per comunicare”.
I dispositivi della Northwestern University, il cui studio è stato pubblicato sulla rivista Cell Stem Cell, sono invece stati ottenuti da cellule staminali fatte crescere su un materiale sintetico composto da nanofibre in costante movimento che imitano il comportamento delle molecole biologiche.
L’ESPERIMENTO DELLA LINKÖPING UNIVERSITY
I neuroni, connessi al nervo vago dei topi utilizzati per l’esperimento, hanno causato una variazione del 4,5% della frequenza cardiaca dei topi. Questa è stata la dimostrazione che i neuroni artificiali sono in grado di comunicare con quelli degli animali.
“Poiché il nervo vago svolge un ruolo chiave nel sistema immunitario e nel metabolismo dell’organismo, la scoperta potrebbe aprire la strada ad applicazioni essenziali in vari trattamenti medici”, afferma lo studio.
Uno dei prossimi traguardi che i ricercatori sperano di tagliare è ridurre il consumo energetico dei neuroni artificiali, che attualmente è molto più alto di quello delle cellule nervose biologiche.
COSA CAMBIA RISPETTO A NEURALINK DI MUSK
Sebbene i ricercatori siano coscienti che la strada è ancora lunga, sembrano essere su quella giusta rispetto a Musk e al suo Neuralink. “L’idea di lungo termine è usare i neuroni artificiali per rimpiazzare parti del nostro sistema nervoso. È il progetto di Elon Musk: realizzare circuiti che si interfaccino con il cervello. Ma la nostra linea di ricerca è migliore”, ha detto Fabiano a Repubblica.
La ragione, ha spiegato l’esperto, è che il patron di Tesla usa il silicio – “sono in realtà chip da computer” – e questo significa che sono rigidi e quindi a maggior rischio di rigetto, mentre loro usano materiali organici, “potenzialmente biocompatibili e a differenza del silicio usano segnali elettrici generati proprio come avviene nel cervello: con ioni e neurotrasmettitori”.
PERCHÉ POTREBBERO ESSERE UTILI
I neuroni artificiali impiantati nel cervello umano, se dovessero diventare realtà, potrebbero avere un importante impatto positivo su molte patologie. Come ha precisato Fabiano, “il nervo vago, al quale ci siamo collegati nel topo, regola il ritmo cardiaco, ma agisce anche su insulina e diabete e su alcune malattie autoimmuni. Già oggi la sua stimolazione viene usata per combattere la depressione”.
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