"Ricostruire" il cervello umano con dei nano-magneti? Vediamo come

'Ricostruire' il cervello umano con dei nano-magneti? Vediamo come
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Tutti conosciamo l'importanza dei neuroni, le unità fondamentali del cervello e del sistema nervoso. Responsabili della ricezione degli input sensoriali dal mondo esterno e della trasformazione e trasmissione dei segnali elettrici ai nostri muscoli. Per questo motivo è fondamentale trovare un modo per preservarli e, magari, anche sostituirli.

In una nuova ricerca, pubblicata sulla rivista Advanced Functional Materials, il prof. Orit Shefi ed il dott. Reut Plen, della "Kofkin Faculty of Engineering" dell'Università Bar-Ilan di Tel Aviv, hanno sviluppato una nuova tecnica per vincere questa sfida, utilizzando la nanotecnologia e le manipolazioni magnetiche, come uno degli approcci più innovativi per la creazione di reti neurali.

Gli autori sono partiti dal presupposto che i neuroni sono composti da tre parti principali: il corpo cellulare, i dendriti ed infine l'assone (un'estensione lunga e sottile responsabile della comunicazione con altre cellule).

Quando i neuroni vengono danneggiati da malattie degenerative o lesioni, hanno poca o nessuna capacità di guarire da soli, quindi, per ripristinare le reti neurali e la loro normale funzione, i ricercatori hanno ipotizzato di iniettare nanoparticelle magnetiche di ossido di ferro nelle cellule progenitrici neurali, trasformandole così in unità magnetiche indipendenti.

Dopo essere riusciti in questo primo passaggio, gli autori dello studio hanno esposto le cellule progenitrici (che hanno la capacità di svilupparsi in neuroni) ad una serie di campi magnetici pre-regolati, dirigendo a distanza il loro movimento all'interno di un substrato di collagene multistrato tridimensionale, capace di imitare le caratteristiche naturali del tessuto corporeo.

Attraverso tutte queste manipolazioni magnetiche, hanno infine creato dei "mini-cervelli" tridimensionali. Delle vere e proprie reti neurali funzionali e multistrato che simulano al meglio gli elementi fondamentali del cervello dei mammiferi.

I risultati sono stati molto promettenti. Nel giro di pochi giorni, le cellule si sono evolute in neuroni maturi, hanno formato estensioni e connessioni, mostrando attività elettrica e crescendo ulteriormente nel gel di collagene, per almeno altri 21 giorni.

Il dott. Reut Plen ha affermato entusiasta: "Questo metodo apre la strada alla creazione di un'architettura cellulare 3D su scala personalizzata, per l'impiego in applicazioni di bioingegneria, terapeutiche e di ricerca, sia all'interno che all'esterno del corpo".

"Dato che le reti neurali 3D che abbiamo creato simulano le proprietà innate dei tessuti cerebrali umani, possono essere utilizzate come dei veri 'mini-cervelli' sperimentali, così da servire come modello per lo studio dei farmaci, per indagare sulla comunicazione tra i tessuti e come un metodo per costruire future reti artificiali per le interfacce tra ingegneria e componenti biologici", ha aggiunto.

Ha inoltre spiegato il dott. Plen: "Il modello suggerisce anche un'altra prospettiva interessante. La possibilità di iniettare un tale gel, che nel suo stato liquido contiene cellule, nel sistema nervoso così da organizzarle nella struttura corretta grazie all'assistenza di forze magnetiche. Infatti, il vantaggio dell'utilizzo di un tale metodo è che i campi magnetici possono influenzare le cellule situate in profondità all'interno del corpo in modo non invasivo".

Negli Stati Uniti, la Food and Drug Administration ha già approvato l'uso di nanoparticelle magnetiche per scopi diagnostici, di imaging ed in caso di lesioni gravi. Vi sono quindi i giusti presupposti per far progredire tale tecnologia verso il futuro uso clinico.

Rimanendo in tema, ecco 8 cose sul nostro cervello che non sapevi. Inoltre, guardate come si muove il nostro pensiero all'interno del cervello. Affascinante vero?

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