Una nuova tecnologia aiuterà lo sviluppo di dispositivi controllati da onde cerebrali

Un nuovo metodo per registrare accuratamente l’attività cerebrale su larga scala è stato sviluppato dai ricercatori della Crick, della Stanford University e dell’UCL. La tecnica potrebbe portare a nuovi dispositivi medici per aiutare gli amputati, le persone con paralisi o le persone con condizioni neurologiche come la malattia dei motoneuroni. La ricerca sui topi, pubblicata su Science Advances, ha sviluppato un metodo accurato e su larga scala per registrare contemporaneamente l’attività cerebrale su vaste aree, anche in superficie e in regioni più profonde. Usando le più recenti tecniche elettroniche e ingegneristiche, il nuovo dispositivo combina la tecnologia del chip di silicio con microwires super-sottili, fino a 15 volte più sottili di un capello umano. I fili sono così sottili che possono essere posizionati in profondità nel cervello senza causare danni significativi. Oltre alla sua capacità di monitorare accuratamente l’attività cerebrale, il dispositivo potrebbe anche essere utilizzato per iniettare segnali elettrici in aree precise del cervello. Questa tecnologia fornisce la base per molti entusiasmanti sviluppi futuri oltre alla ricerca sulle neuroscienze. Potrebbe portare a una tecnologia che può trasmettere un segnale dal cervello a una macchina, ad esempio aiutando le persone con amputazioni a controllare un arto protesico per stringere una mano o alzarsi. Potrebbe anche essere usato per creare segnali elettrici nel cervello quando i neuroni sono danneggiati e non si accendono da soli, come nella malattia dei motoneuroni. Quando il dispositivo è collegato a un cervello, i segnali elettrici dei neuroni attivi viaggiano attraverso i microwires vicini fino a un chip di silicio, dove i dati vengono elaborati e analizzati mostrando quali aree del cervello sono attive. I ricercatori hanno assicurato che il design del dispositivo consente di ridimensionarlo facilmente a seconda delle dimensioni dell’animale, con poche centinaia di fili per un mouse a oltre 100.000 per i mammiferi più grandi. Questa è una caratteristica chiave del dispositivo in quanto significa che ha il potenziale, in futuro, di essere ridimensionato per l’uso con gli umani. Una delle grandi sfide nel registrare l’attività cerebrale, specialmente nelle regioni più profonde, è come ottenere i fili, chiamati elettrodi, in posizione senza causare molti danni ai tessuti o sanguinamento. Questo metodo lo supera utilizzando elettrodi sufficientemente sottili. Un’altra sfida è la registrazione dell’attività di molti neuroni che sono distribuiti in strati con forme complesse nello spazio tridimensionale. Ancora una volta, questo metodo fornisce una soluzione in quanto i fili possono essere facilmente disposti in qualsiasi forma 3D. La tecnologia descritta nello studio è anche la base per un sistema di interfaccia del computer cervello completamente integrato che è stato sviluppato da Paradromics. La società con sede in Texas sta lavorando allo sviluppo di una piattaforma di dispositivi medici che migliorerà la vita delle persone con malattie critiche, tra cui paralisi, compromissione sensoriale e malattie neuropsichiatriche resistenti ai farmaci.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Massively parallel microwire arrays integrated with CMOS chips for neural recording”. Andreas Schaefer et al. Science Advances

Immagine: The image is credited to Andreas Schaefer

3 commenti Aggiungi il tuo

  1. Le perle di R. ha detto:

    Sarebbe di grande utilità per le difficoltà che tali persone sono costrette a vivere ogni giorno.

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    1. Si arriverà a farlo, servirà solo il tempo.

      Piace a 1 persona

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