SiNaps, il microfono che ascolta la sinfonia delle cellule cerebrali

Per la prima volta, un super-microfono è riuscito ad ascoltare il suono prodotto dall’attività di miliardi di cellule cerebrali, aprendo le porte verso un futuro in cui si potranno realizzare interfacce capaci di far dialogare l’uomo e le macchine. Il dispositivo si chiama SiNaps (Simultaneous Neural Recording Active Pixel Sensor technology) ed è stato realizzato dal team dell'Istituto Italiano di Tecnologia (Iit) di Genova coordinato da Luca Berdondini, che non nasconde la sua soddisfazione: "Grazie al dispositivo siamo in grado di ascoltare i segnali di tantissime cellule nervose e questo ci permetterà di capire meglio il linguaggio del cervello”. I ricercatori italiani hanno collaborato con gruppi di ricerca dell'Università di Harvard grazie al sostegno di un progetto finanziato dell'americana Brain Initiative. Descritto sulla rivista Biosensors and Bioelectronics, SiNaps sarà presentato martedì 29 gennaio in Svizzera, in occasione dell'iniziativa organizzata dall'Ambasciata Italiana a Berna in collaborazione con la Camera di Commercio Italiana in Svizzera e l'Agenzia Ice.

Ascoltare l’intera sinfonia

Il cervello è composto da centinaia di milioni di neuroni, ognuno dei quali comunica in media con altre 10.000 cellule nervose vicine attraverso segnali bioelettrici. Le tecnologie finora a disposizione consentivano di ascoltare meno di un centinaio di queste cellule, rendendo difficile studiarne il linguaggio e la comunicazione nel suo complesso. Come illustra Berdondini, immaginando ciascuna cellula come un musicista chiuso in una stanza anziché in una sala da concerto, si potrebbe ascoltare solo uno strumento alla volta, con un effetto totalmente diverso dall'ascoltare il concerto con tutti i musicisti nello stesso luogo.
Le cose cambierebbero molto se fosse possibile registrare i suoni provenienti da ogni stanza e poi ricomporli insieme. In questo modo si riuscirebbe a ricostruire l’intera sinfonia e ad apprezzarne tutte le sfumature: “È proprio questo - spiega - che la tecnologia da noi sviluppata permetterà di fare con i segnali provenienti da un grande numero di cellule cerebrali”.

Applicazioni future

All'inizio si prevede di utilizzare il dispositivo SiNaps nella ricerca di base e fin da adesso, anche grazie ai suoi costi ridotti, promette di essere in grado di aprire le porta a una nuova generazione di strumenti e dispositivi biomedici per studiare il funzionamento del cervello con applicazioni non solo nell'ambito delle malattie legate al sistema nervoso, ma anche nel campo delle interfacce uomo-macchina e di future protesi capaci di dialogare con il sistema nervoso in modo più efficiente. Gli esperti ipotizzano che si potranno costruire, ad esempio, sensori capaci di registrare l'attività di migliaia di cellule in più zone del cervello contemporaneamente oppure, concludono, per realizzare reti di sensori per applicazioni innovative in campi molto diversi, come quello ambientale e la sicurezza alimentare.