Nanodispositivi per la rigenerazione del sistema nervoso
Con l'avvento della nanotecnologia e della possibilità di costruire sistemi elettrici a scala atomica, le potenzialità dell'uso di biochip nanoingegnerizzati nel trattamento dei danni tessutali e funzionali causati da eventi traumatici e malattie del sistema nervoso centrale stanno aprendo nuove frontiere. Il progetto Neuronano ("Towards new generations of neuro-implantable devices: engineering neurons/carbon nanotubes integrated functional units") era finalizzato all'analisi delle problematiche fondamentali correlate alle interazioni tra neuroni e nanomateriali. I ricercatori hanno cercato di sfruttare il controllo elettrico dell'ambiente cellulare locale tramite nanomateriali che incoraggiano la rigenerazione neuronale e sviluppare nanodispositivi per la registrazione e la stimolazione extracellulare del sistema nervoso centrale. I nanotubi in carbonio offrono un eccellente potenziale per l'integrazione con la tecnologia degli array multielettrodo, in quanto esibiscono il massimo rapporto tra resistenza e peso rispetto a qualunque sostanza oggi nota, possono penetrare facilmente nelle membrane cellulari e vantano interessanti proprietà elettriche. Il team di ricerca ha concentrato gli studi su reti del sistema nervoso centrale in coltura, complesse ma ben definite: l'ippocampo e la neocorteccia dal cervello e le reti di locomozione del midollo spinale. I ricercatori hanno studiato i meccanismi dell'organizzazione delle strutture sottostanti all'attività elettrica quando sono formate su nanosubstrati elettricamente conduttivi e la modalità con cui la loro organizzazione cambia quando sottoposti a stimolazione elettrica cronica o molecolare specifica tramite nanotubi in carbonio con array multielettrodo.Gli scienziati del progetto hanno dimostrato l'importanza dei nanotubi in carbonio nelle proprietà integrative neuronali a livello di singole cellule, e hanno concretizzato la possibilità di utilizzare i nanotubi in carbonio come nanostrumenti per reingegnerizzare la connettività neuronale del sistema nervoso centrale quando collocati nei tessuti, valutando, infine, i dispositivi con array multielettrodo in relazione alla stimolazione elettrica con o senza pattern del tessuto del sistema nervoso centrale.Il progetto Neuronano ha apportato significativi contributi all'uso dei nanodispositivi ingegnerizzati per l'uomo, per la modulazione della connettività e dell'attività elettrica neuronale delle colture di tessuto del sistema nervoso centrale e le potenziali applicazioni nella rigenerazione neurale nei casi patologici o traumatici. La futura commercializzazione dei risultati potrebbe contribuire al ripristino delle funzioni del sistema nervoso centrale, inclusi i sensi, ad esempio l'udito e la vista, la parola e la deambulazione, e perfino eventi cognitivi, ad esempio l'apprendimento e la memoria, migliorando la qualità della vita di milioni di persone.