Illustrazioni delle attività neuronali cerebrali (Freepik foto) - www.biomedicalcue.it
Un sistema fondato su elettrodo microneedle ha permesso di ottenere registrazioni prolungate e stabili dell’attività neurale. La rivoluzione è alle porte
L’Institute for Research on next-generation Semiconductor and Sensing Science della Toyohashi University of Technology ha reso possibile lo sviluppo di una tecnologia senza precedenti, in grado di ridurre al minimo la morte neuronale mediante la registrazione neurale elettrofisiologica in vivo.
Si tratta di una registrazione a lungo termine riguardante il tessuto celebrale, potenzialmente rivoluzionaria non sono nell’ambito delle neuroscienze, ma anche in merito alla possibilità di applicazioni cliniche Il team di ricerca ha sfruttato un elettrodo microneedle, contraddistinto da un diametro pari a 5 µm; la sua fabbricazione è stata possibile mettendo in atto la tecnica della crescita del silicio.
L’esperimento pratico è avvenuto sui topi; grazie a questo passaggio è stato possibile dimostrare una riduzione considerevole della morte neuronale. Inoltre, secondo quando emerso, la nuova tecnologia implementata permette registrazioni maggiormente stabili ed affidabili dell’attività neuronale rispetto ai mezzi tradizionalmente impiegati.
I nuovi dispositivi microelettrodici sono, infatti, in grado di consegnare agli esperti risultati ad alta risoluzione in merito alle registrazioni neurali spaziotemporali. Ciò nonostante, l’innovativa misura non è di certo esente da criticità; infatti, l’impianto degli elettrodi all’interno dei tessuti è causa alla base di danni agli stessi.
Lo studio è stato pubblicato su Advanced Materials Interfaces. All’interno del medesimo, è stato spiegato come il team sia intervenuto per cercare di arginare questo ostacolo, usufruendo proprio del dispositivo ad elettrodi microneedle. Il suo impianto è avvenuto direttamente nella corteccia del topo, mostrando come la capacità di registrazione in vivo, a partire dal giorno seguente rispetto all’impianto abbia continuativamente mantenuto prestazioni stabili per un periodo di tempo addirittura superiori ad un anno. La dottoranda Hinata Sasaki, autrice della ricerca, ha spiegato come la dimostrazione delle potenzialità di tale dispositivo ponga le proprie radici in una lunga attività di registrazione, durata oltre un biennio, che si è concentrata sull’attività neuronale di topi esclusivamente in assenza dell’impianto di elettrodi.
Un percorso faticoso ed impegnativo, ma indubbiamente prolifico se consideriamo i risultati prodotti una volta portato a termine. Anche il responsabile del team, il professor Takeshi Kawano della Toyohashi University of Technology, è intervenuto spiegando il funzionamento che si cela dietro alla corretta riuscita del progetto. Sostanzialmente è stato esplicato come il collegamento dell’elettrodo ad ago ad un substrato di silicio rigido sia in grado di rendere, di fatto, impossibile la registrazione neurale a lungo termine in modo stabile e continuativo, a causa degli importanti danni generati al tessuto celebrale.
Il primordiale autore del documento di ricerca, Hinata, aveva già dimostrato gli effetti scaturiti dall’impianto dell’elettrodo nella corteccia cerebrale del topo. E’ proprio su questo approfondimento che si fonda lo studio recentemente portato a termine, in grado di consentire una registrazione neurale continuativa e stabile per un periodo prolungato, a fronte di una morte neuronale minima.
I futuri studi elettrofisiologici, relativi ad argomenti come l’interruzione del sistema neurale e l’eventualità di danni ai tessuti, prenderanno indubbiamente come riferimento la ricerca condotta dal team della Toyohashi University of Technology e il dispositivo ottimizzato, secondo gli stessi ricercatori in grado di affrontare sfide critiche nell’ambito degli studi. La volontà sul lungo termine è di applicare il metodo degli elettrodi anche a studi correlati a patologie e disturbi neuroscientifici.
