Il neurone artificiale ci avvicina sempre più alla possibilità di riparare circuiti nervosi e all’opportunità di ripristinare funzioni perdute. I dettagli
Un neurone artificiale su chip che può diventare un valido strumento contro patologie come l’Alzheimer. Proprio così, realizzato in silicio, è in grado di rispondere ai segnali del sistema nervoso.
Un’importante scoperta che ci avvicina sempre più alla possibilità di riparare circuiti nervosi e all’opportunità di ripristinare funzioni perdute.
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Pubblicato sulla rivista Nature Communications, lo studio è stato coordinato da Alain Nogaret del dipartimento di Fisica dell’università britannica di Bath, e condotto insieme all’università svizzera di Zurigo e quella neozelandese di Auckland. Hanno preso parte al progetto anche gli italiani Elisa Donati e Giacomo Indiveri, entrambi membri dell’Università di Zurigo.
Neurone artificiale: i ricercatori sono partiti dal sistema nervoso del ratto
Quando parliamo di neurone artificiale in silicio siamo nel campo della medicina bioelettronica, che mediante l’uso di materiali artificiali simula circuiti e processi naturali. Per realizzarli, i ricercatori hanno usato come modello i neuroni di ratto.
“Progettare dispositivi del genere è stata un’autentica sfida. Finora i neuroni sono stati delle scatole nere, ma ora sappiamo come guardare al loro interno. Il nostro lavoro cambia un paradigma perché fornisce una tecnica per riprodurre in dettaglio le proprietà elettriche dei neuroni” – ha spiegato Alain Nogaret.
L’idea è quella di applicare questa scoperta a futuri dispositivi biomedici e l’ipotesi non è poi così lontana. I neuroni artificiali, infatti, consumano un miliardesimo dell’energia di un microprocessore. Sono inoltre capaci di riprodurre i canali ionici (sequenze di proteine sulla superficie delle cellule, che consentono il passaggio di sostanze dall’esterno all’interno delle stesse).
In questo caso i canali ionici permettono la trasmissione dei segnali nervosi proprio come accade con i neuroni naturali. Attualmente sono due le cellule nervose simulate su chip di silicio: quelle che controllano sia il ritmo del cuore sia la respirazione; e quelle dell’ippocampo, quella parte del cervello in cui si trova la centrale di controllo della memoria.
Come conferma Nogaret, saranno presto disponibili applicazioni su “pacemaker intelligenti” che, grazie ai neuroni aiuteranno il cuore a regolare il suo ritmo. Ma anche “il trattamento di malattie neurodegenerative, come l’Alzheimer”.
