Composta da un’interfaccia biologica e da una piattaforma elettronica, è in grado di riprodurre le connessioni tra i neuroni in modo simile a quanto avviene naturalmente nel cervello
Dopo aver messo a punto una sinapsi artificiale nel 2017, ora un gruppo internazionale di ricercatori è riuscito a farla interagire con le cellule, imitando il comportamento naturale delle connessioni nervose. Il team, guidato da Alberto Salleo, è composto da studiosi dell’Università di Stanford, dell’Istituto Italiano di Tecnologia, dell’Università tecnica di Eindhoven, dell’Università Federico II di Napoli e dell’Università di Roma Tor Vergata. Il risultato ottenuto è stato descritto nel dettaglio sulle pagine della rivista di settore Nature Materials.
Le caratteristiche della sinapsi artificiale
La sinapsi artificiale è composta da un’interfaccia biologica e da una piattaforma elettronica ed è in grado di riprodurre le connessioni tra cellule nervose in modo simile a quanto avviene naturalmente nel cervello. Inoltre, può riconoscere la presenza del neurotrasmettitore dopamina ed è dotata di una buona plasticità. Il suo utilizzo permetterà non solo di condurre nuove ricerche nell’ambito delle malattie neurodegenerative, ma anche di ottenere delle conoscenze più approfondite sul cervello. Mentre i ricercatori di Stanford si sono occupati di realizzare il sistema elettronico, il team di Eindhoven ha gestito la parte relativa alla meccanica dei fluidi e quello dell’Iit si è dedicato all’appaiamento delle cellule sul microchip e della misurazioni delle variazioni dell’attività elettrica di quest’ultimo.
Nuove prospettive per le malattie neurodegenerative
“È la prima volta in cui un dispositivo elettronico neuromorfico viene direttamente interfacciato con un sistema cellulare per ottenere una piattaforma in grado di riprodurre la plasticità sinaptica a breve e a lungo termine”, spiega Francesca Santoro, ricercatrice dell’Istituto Italiano di Tecnologia. “In passato erano stati realizzati dei sistemi capaci di ricevere stimoli, ma non in grado di eccitarsi e mantenere l’eccitamento a loro volta”, aggiunge l’esperta. Grazie alla sinapsi artificiale si aprono nuove prospettive per le malattie neurodegenerative, che determinano la perdita di comunicazione tra le cellule nervose. Sarà possibile, infatti, riparare le connessioni neuronali danneggiate utilizzando i dispositivi bio-ibridi. Inoltre, nel caso delle amputazioni, i dispositivi potrebbero fare da ponte tra le terminazioni nervose biologiche preservate e i circuiti delle protesi artificiali robotiche di nuova generazione.
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