Ottenuti i primi neuroni artificiali, possono aiutare
la frequenza cardiaca

14 Gennaio 2023

 

Sono pronti i primi neuroni artificiali, che imitano quasi del tutto le cellule nervose naturali: sono stati ottenuti dal gruppo di ricerca dell’università svedese di Linköping University (guidato dall’italiano Simone Fabiano) che, in esperimenti condotti sui topi, hanno dimostrato di riuscire a modificare la frequenza cardiaca.
Contemporaneamente una ricerca guidata dall’americana Northwestern University è riuscita a ottenere neuroni più efficienti a partire da cellule staminali, portandoli a un livello di sviluppo mai ottenuto finora. Entrambe le ricerche aprono la strada a future terapie di nuova generazione contro lesioni al midollo spinale e malattie neurodegenerative, come Parkinson, Alzheimer e Sclerosi laterale amiotrofica (Sla).
I neuroni artificiali
La ricerca sui neuroni artificiali è stata pubblicata sulla rivista Nature Materials e ha dimostrato che, una volta impiantati nei topi, i neuroni artificiali sono in grado di connettersi ai nervi dell’animale, stimolandoli.
Poiché imitano ben 15 delle 20 caratteristiche fondamentali che descrivono i neuroni biologici, quelli artificiali funzionano in modo molto simile a quello dei neuroni naturali. Il segreto è nell’uso degli ioni, ossia di particelle elettricamente cariche, utilizzati neu neuroni artificiali per controllare il flusso di corrente elettrica che attraversa il materiale di cui sono fatti e imitando così, in modo quasi perfetto, il processo che avviene nelle cellule nervose naturali.
“Una delle sfide principali nella creazione di neuroni artificiali è la capacità di incorporare la comunicazione che avviene tramite gli ioni, tipica delle cellule biologiche”, ha osservato il ricercatore.
“I tradizionali neuroni artificiali fatti di silicio possono emulare molte caratteristiche neurali, ma non possono comunicare attraverso gli ioni, cosa che invece noi siamo riusciti ad ottenere”, ha aggiunto. “Diversi materiali mostrano questo comportamento, ma quello scelto da noi consente anche un funzionamento stabile del dispositivo”. I test portati avanti con i topi hanno dimostrato che i neuroni ottenuti sono in grado di stimolare i nervi e il prossimo passo sarà cercare di ridurre il consumo energetico dei dispositivi, ancora troppo elevato rispetto a quello tipico delle cellule umane.
Nella ricerca sui neuroni ottenuti dalle cellule staminali, pubblicata sulla rivista Cell Stem Cell e coordinata da Samuel Stupp ed Evangelos Kiskinis, è stata utilizzata una nuova tecnica: le cellule staminali vengono fatte crescere su un materiale sintetico composto da nanofibre ‘danzanti’, che sono cioè in costante movimento imitando il comportamento delle molecole biologiche. In questo modo è stato possibile portare i neuroni oltre lo stadio di crescita molto immatura solitamente raggiunto con le tecniche tradizionali.
I neuroni così ottenuti sono più efficienti nel produrre segnali e stabilire contatti tra cellule. Si aprono così nuove opportunità per lo studio di malattie neurodegenerative e legate all’età, permettendo ai ricercatori di comprendere meglio i processi patologici e di testare i trattamenti.

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