La ricerca di frontiera produce sonda neurologica 3D

Scienziati europei hanno creato un sistema pionieristico tridimensionale (3D) per sondare il cervello che potrebbe fornire nuovi indizi per comprendere la schizofrenia, la malattia di Alzheimer e altre patologie cerebrali gravi. La scoperta neurologica, avvenuta nell'ambito de...

Scienziati europei hanno creato un sistema pionieristico tridimensionale (3D) per sondare il cervello che potrebbe fornire nuovi indizi per comprendere la schizofrenia, la malattia di Alzheimer e altre patologie cerebrali gravi. La scoperta neurologica, avvenuta nell'ambito del progetto NEUROPROBES ("Development of multifunctional microprobe arrays for cerebral applications"), che ha ricevuto quasi 10 milioni di euro nell'ambito dell'area tematica "Tecnologie della società dell'informazione" (TSI) del Sesto programma quadro (6° PQ), ha già suscitato un notevole interesse in tutto il mondo.

Il sistema multifunzionale NEUROPROBES è in grado di rilevare e attivare le cellule cerebrali sia per via elettronica che chimica, e presenta straordinarie potenzialità d'uso in una varietà di applicazioni correlate ai disturbi e alle patologie cerebrali. Ciò significa che i neurologi ora possono studiare come le diverse aree della corteccia prefrontale del cervello sono collegate tra loro, cosa impossibile da fare con la risonanza magnetica funzionale esistente, per esempio.

La corteccia prefrontale, che si trova di fronte alle aree motorie e premotorie del cervello, è fondamentale per comprendere i disturbi comportamentali come ad esempio la schizofrenia e il disturbo ossessivo compulsivo. Il coordinatore del progetto, il dott. Herc Neves del Centro Interuniversitario di microelettronica in Belgio, ha spiegato che attraverso NEUROPROBES si potrebbe, in teoria, spegnere chimicamente una zona e osservare come questo influisce sulle altre zone.

"Sappiamo bene quali aree del cervello sono implicate in questa o quella attività. Sappiamo perfino quali regioni relativamente piccole del cervello sono coinvolte in compiti di apprendimento e cognitivi, per esempio", ha dichiarato il dottor Neves. "Ma rimane incompleto il nesso tra l'attività in quella regione e l'attività a livello cellulare. Ecco perché è importante avere a disposizione questo tipo di piattaforma di sondaggio".

Egli ha aggiunto che uno degli usi principali del sistema sarà quello di fornire diagnosi precise prima degli interventi chirurgici al cervello, come nel caso di pazienti con epilessia. "Si ha un paziente che è in procinto di essere operato e si desidera rimuovere il meno tessuto possibile. Riuscendo a individuare il punto in cui la crisi è generata, si rimuove solo il tessuto interessato. Ciò significa una chirurgia più sicura, meno invasiva", ha osservato il dottor Neves.

Nel corso del progetto di quattro anni il team ha studiato anche i processi uditivi del cervello. Essi credono che NEUROPROBES abbia il potenziale di produrre nuove informazioni su quei processi più vicini alla corteccia. Nel caso di persone con danni ai nervi in questa regione, il sistema potrebbe contribuire a trovare modi per stimolare direttamente la corteccia uditiva.

Ma il sistema ha anche la capacità di fornire approfondimenti sulle comuni attività quotidiane e sul comportamento del cervello normale. Il professor Giacomo Rizzolatti dell'Università degli Studi di Parma in Italia ha spiegato come il sistema potrebbe rivelare informazioni sui neuroni specchio, neuroni che si attivano sia quando facciamo qualcosa che quando osserviamo un'altra persona compiere la stessa azione. Questo "effetto specchio" si verifica come se l'osservatore stesse in realtà eseguendo l'atto, come nel caso in cui sogniamo di compiere un'azione.

Il professor Rizzolatti ha detto che è proprio questo tipo di ricerca che le sonde del sistema intendono facilitare, e che le implicazioni di NEUROPROBES per l'apprendimento sono enormi. "Questo, a sua volta, ha implicazioni per le persone con disabilità cognitive. Così, per esempio, potremmo capire meglio l'autismo se riuscissimo a capire meglio questi neuroni specchio", ha aggiunto il professor Rizzolatti.

A produrre le sonde e a tenere il passo con l'enorme domanda prevista a livello internazionale saranno nuove società start-up e spin-off.

Al progetto NEUROPROBES hanno collaborato i seguenti partner tecnologici, scientifici e industriali: Centro interuniversitario di microelettronica (Belgio), Università di Leuven (Belgio), Philips (Belgio), Collège de France (Francia), Institut für Mikrosystemtechnik (Germania), Accademia ungherese delle scienze (Ungheria), Università di Parma (Italia), Institut für Mikrotechnik und Informationstechnik der Hahn-Schickard-Gesellschaft (Germania), Micronit Microfluidics(Olanda), Università Miguel Hernández de Elche (Spagna), Università Mälardalen (Svezia), Università di Neuchâtel - IMT (Svizzera), Università di Cambridge (UK) e Cochlear Technology Centre (UK).