{"id":372947,"date":"2023-12-15T09:48:56","date_gmt":"2023-12-15T08:48:56","guid":{"rendered":"https:\/\/medizinonline.com\/sviluppo-di-un-biochip-simile-alla-retina\/"},"modified":"2023-12-19T15:02:36","modified_gmt":"2023-12-19T14:02:36","slug":"sviluppo-di-un-biochip-simile-alla-retina","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/medizinonline.com\/it\/sviluppo-di-un-biochip-simile-alla-retina\/","title":{"rendered":"Sviluppo di un biochip simile alla retina"},"content":{"rendered":"\n

Un team internazionale guidato dalla ricercatrice di J\u00fclich Francesca Santoro ha sviluppato un biochip intelligente che imita la retina dell’occhio. Il team spera di utilizzare questa e altre bioelettroniche simili per correggere i malfunzionamenti del corpo e del cervello. Il chip \u00e8 uno sforzo congiunto degli scienziati del Forschungszentrum J\u00fclich, dell’Universit\u00e0 RWTH di Aquisgrana, dell’Istituto italiano di tecnologia e dell’Universit\u00e0 di Napoli.<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

La fusione tra uomo e macchina \u00e8 l’epitome di una storia di fantascienza. In realt\u00e0, i primi passi verso questi cyborg sono stati fatti da tempo: le persone indossano pacemaker per trattare l’aritmia o impianti cocleari per migliorare l’udito. E gli impianti retinici aiutano le persone quasi cieche a vedere almeno un po’. Un nuovo chip potrebbe aiutare gli impianti retinici a fondersi ancora meglio con il corpo umano in futuro. Si basa su polimeri conduttivi e molecole sensibili alla luce che possono essere utilizzate per imitare la retina, comprese le vie visive. \u00c8 stato sviluppato dal gruppo di lavoro guidato dalla Prof.ssa Francesca Santoro presso l’Istituto di Bioelettronica di J\u00fclich (IBI-3) in collaborazione con l’Universit\u00e0 RWTH di Aquisgrana, l’Istituto italiano di Tecnologia di Genova e l’Universit\u00e0 di Napoli.<\/p>\n\n

“Il nostro semiconduttore organico riconosce la quantit\u00e0 di luce che cade su di esso. Qualcosa di simile accade nei nostri occhi. La quantit\u00e0 di luce che colpisce i singoli fotorecettori crea in ultima analisi l’immagine nel cervello”, spiega Santoro, che \u00e8 anche Professore di Interfacce Neuroelettroniche presso l’Universit\u00e0 RWTH di Aquisgrana e scienziato ospite dell’Istituto italiano di Tecnologia.<\/p>\n\n

Chip versatile<\/strong><\/p>\n\n

La particolarit\u00e0 del nuovo semiconduttore \u00e8 che \u00e8 costituito interamente da componenti organici non tossici, \u00e8 modellabile e funziona con gli ioni, ossia atomi o molecole cariche. Questo rende molto pi\u00f9 facile l’integrazione nei sistemi biologici rispetto ai componenti semiconduttori rigidi convenzionali in silicio, che funzionano solo con gli elettroni. “Le nostre cellule corporee utilizzano gli ioni in particolare per controllare alcuni processi e scambiare informazioni”, spiega il ricercatore. Tuttavia, lo sviluppo \u00e8 solo una “prova di concetto”, sottolinea. Il materiale \u00e8 stato sintetizzato e poi caratterizzato: “Siamo riusciti a dimostrare che pu\u00f2 imitare le propriet\u00e0 tipiche della retina”, dice.<\/p>\n\n

E i ricercatori stanno gi\u00e0 pensando ad un’altra possibile applicazione: il chip potrebbe funzionare anche come sinapsi artificiale, perch\u00e9 l’irradiazione luminosa modifica la conduttivit\u00e0 del polimero utilizzato a breve e a lungo termine. Le sinapsi reali funzionano in modo simile: Trasmettendo segnali elettrici, ad esempio, cambiano le loro dimensioni e la loro efficienza, che \u00e8 alla base della capacit\u00e0 del nostro cervello di imparare e memorizzare. “Negli esperimenti futuri, vogliamo accoppiare i componenti con le cellule biologiche e interconnettere molte singole cellule”, osserva Santoro.<\/p>\n\n

Comprendere i neuroni<\/strong><\/p>\n\n

Oltre alla retina artificiale, il team di Santoro sta sviluppando altri approcci per chip bioelettronici che possano interagire con il corpo umano in modo simile, soprattutto con le cellule del sistema nervoso. “Da un lato, stiamo cercando di ricreare la struttura tridimensionale delle cellule nervose e, dall’altro, le loro funzioni, come l’elaborazione e la memorizzazione delle informazioni”.<\/p>\n\n

I biopolimeri che hanno utilizzato per la retina artificiale si sono rivelati un materiale di partenza adatto. “Questo ci permette di replicare la struttura ramificata delle cellule nervose umane con i loro numerosi dendriti. Si pu\u00f2 immaginare un po’ come un albero”, spiega lo scienziato. Questo \u00e8 importante perch\u00e9 le cellule reali preferiscono queste strutture tridimensionali ramificate alle superfici lisce e quindi stabiliscono uno stretto contatto con quelle artificiali.<\/p>\n\n

I diversi biochip possono essere utilizzati per studiare i neuroni reali, ad esempio lo scambio cellulare di informazioni. D’altra parte, Santoro e il suo team sperano di poter intervenire attivamente nei percorsi di comunicazione delle cellule ad un certo punto con i loro componenti, per innescare determinati effetti. Santoro pensa, ad esempio, all’eliminazione degli errori nell’elaborazione e nella trasmissione delle informazioni che si verificano nelle malattie neurodegenerative come il Parkinson o il morbo di Alzheimer. O per sostenere gli organi che non funzionano pi\u00f9 correttamente. Inoltre, tali componenti potrebbero servire anche come interfaccia tra arti o articolazioni artificiali.<\/p>\n\n

Anche la tecnologia informatica potrebbe trarne beneficio. Grazie alle loro propriet\u00e0, i chip sono predestinati a servire come hardware per le reti neurali artificiali. Finora, i programmi di AI lavorano ancora con processori classici che non possono adattare la loro struttura. Si limitano a imitare la modalit\u00e0 di funzionamento ad autoapprendimento delle reti neurali in evoluzione, utilizzando un software sofisticato. Questo \u00e8 molto inefficiente. I neuroni artificiali potrebbero porre rimedio a questa attuale carenza: “Consentirebbero una tecnologia informatica che imita il modo in cui il cervello funziona a tutti i livelli”, afferma Santoro.<\/p>\n\n

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Pubblicazione originale:<\/p>\n\n

Federica Corrado et al, Transistor optoelettronici a base di azobenzene per blocchi costruttivi neuroibridi, Nat. Comunicazioni. (2023) DOI: 10.1038\/s41467-023-41083-2 https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41467-023-41083-2<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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