Neuroni artificiali per creare modelli di malattie neurologiche
Anche se alcune terapie si sono dimostrate efficaci nei disturbi neurologici, per numerose altre forme di alterazione non esistono cure, in gran parte a causa della necessità di capire i meccanismi neurologici inerenti, responsabili della disabilità. Tuttavia, la complessità di circuiti del sistema nervoso si è dimostrata difficile da interfacciare; pertanto, sono necessarie nuove soluzioni tecnologiche. Per reagire a tale situazione, alcuni scienziati impegnati nel progetto OEAN (“Organic electronic artificial neurons”), finanziato dall’UE, si sono proposti di generare un dispositivo in grado di operare in un modo chimico-elettrico simile al neurone. Il collegamento di tale dispositivo ad hardware elettronico consentirebbe agli scienziati di osservare elettronicamente la trasduzione del segnale neurale, rendendo il neurone artificiale un elemento chiave per studiare le vie di trasduzione del segnale neurale. Per costruire un neurone artificiale funzionale, gli scienziati hanno unito la tecnologia di biorilevazione con la somministrazione di sostanze controllate elettronicamente. Invece dei sensori disponibili in commercio, i partner di OEAN hanno utilizzato polimeri capaci di condurre l’elettricità, per fabbricare un sensore a transistore per la rilevazione del glutammato, un neurotrasmettitore eccitatorio. Poiché il glutammato non è elettrochimicamente attivo, gli scienziati hanno utilizzato un enzima per degradarlo a perossido di idrogeno, un composto che ordinariamente viene rilevato mediante un sensore di platino. L’innovazione del progetto OEAN consiste nell’utilizzo di nanoparticelle di platino per generare sensori di perossido di idrogeno e transistori elettrochimici, al fine di amplificare il segnale. Il dispositivo prodotto ha dimostrato un’elevata sensibilità al glutammato a intervallo micromolare. Gli scienziati sono anche riusciti a fabbricare questi dispositivi con stampa a getto d’inchiostro; tale procedura, secondo le previsioni, accelererà la produzione e ridurrà il costo. Il dispositivo OEAN unisce le proprietà elettriche di un polimero conduttivo alle proprietà catalitiche delle nanoparticelle di platino in un unico punto. Inoltre, l’elemento di distribuzione può essere caricato con varie sostanze chimiche, per cui la sua applicabilità si estende al monitoraggio di altre molecole, ad esempio i livelli di glucosio nel sangue. Queste caratteristiche rendono questa tecnologia un candidato promettente per applicazioni biometriche di prossima generazione.
Parole chiave
Neuroni artificiali, malattie neurologiche, biorilevazione, glutammato, nanoparticelle
