Nati su chip di silicio, si comportano proprio come i neuroni veri e sono stati progettati dagli scienziati dell’università di Bath. Il risultato apre le porte alla possibilità di nuovi dispositivi medici utili per curare le malattie croniche
Un’arma importante per combattere le malattie causate dalla degenerazione delle cellule nervose, tra le quali anche l'Alzheimer. Si tratta del primo neurone artificiale, composto in silicio, creato in laboratorio e capace di rispondere perfettamente ai segnali del sistema nervoso. Una scoperta, dicono gli esperti, che può rappresentare un passo decisivo verso la possibilità di riparare i circuiti nervosi compromessi e ripristinare le funzioni perdute. Descritto sulla rivista “Nature Communications”, il neurone artificiale è frutto di un’importante ricerca coordinata da più studiosi tra cui Alain Nogaret del dipartimento di Fisica dell'università britannica di Bath, ricercatori dell'università svizzera di Zurigo e di quella neozelandese di Auckland. C’è anche un po’ di Italia, però perché del gruppo di ricerca hanno fatto parte anche Elisa Donati e Giacomo Indiveri, ricercatori dell'università di Zurigo.
Uno sviluppo della medicina bioelettronica
Come spiega nel dettaglio un articolo apparso sul sito dell’ateneo di Bath, questa tipologia di neuroni in silicio rappresenta in pieno il lavoro di quella che viene definita medicina bioelettronica, branca che attraverso l’utilizzo di materiali artificiali imita circuiti e processi naturali. "Progettare dispositivi del genere è stata un'autentica sfida. Finora i neuroni sono stati delle scatole nere, ma ora sappiamo come guardare al loro interno. Il nostro lavoro cambia un paradigma perché fornisce una tecnica per riprodurre in dettaglio le proprietà elettriche dei neuroni", ha spiegato Nogaret. Tra l’altro, spiegano gli esperti, progettare neuroni artificiali che rispondano ai segnali elettrici del sistema nervoso come i neuroni reali è stato un obiettivo importante in medicina per decenni, poiché apre alla possibilità di curare tutte quelle condizioni in cui i neuroni non funzionano correttamente.
Due cellule nervose imitate
Sono due, al momento, le cellule nervose imitate sui chip di silicio: quelle che controllano sia la respirazione sia il ritmo del cuore, il cui malfunzionamento è all'origine di disturbi come l'aritmia, e quelle dell'ippocampo, la struttura del cervello nella quale si trova la centralina della memoria. Questo perché, ad esempio, nell'insufficienza cardiaca, ad esempio, i neuroni nella base del cervello non rispondono correttamente ai segnali del sistema nervoso che a loro volta non inviano i giusti input al cuore, che quindi non pompa così forte come dovrebbe. Tra le possibili applicazioni future, legate all’utilizzo dei chip, ci sono all'orizzonte “pacemaker intelligenti” che si servono dei neuroni per aiutare il cuore a battere con il ritmo giusto, oppure "il trattamento di malattie neurodegenerative, come l'Alzheimer", hanno specificato i ricercatori.
Nuove opportunità in ambito medico
Julian Paton, fisiologo dell'università di Auckland e dell'università di Bristol, ha poi alimentato la speranza. “Replicare la risposta dei neuroni respiratori nella bioelettronica che può essere miniaturizzata e impiantata è molto eccitante e apre enormi opportunità per una medicina più intelligente e per dispositivi che conducano verso approcci di medicina personalizzati nei confronti di diverse malattie e disabilità", ha detto l’esperto.