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Realizzate le prime sinapsi artificiali che potrebbero aprire la strada verso protesi cerebrali

Scritto da il 7 Febbraio 2019

La notizia è giunta dall’Istituto dei materiali per l’elettronica ed il magnetismo del Consiglio nazionale delle ricerche ed è stata pubblicata sulla rivista Advanced Materials TechnologiesUn team di ricercatori ha realizzato un rivoluzionario dispositivo in grado di instaurare sinapsi artificiali tra neuroni, che pertanto potrebbe rappresentare la chiave di volta verso la produzione futura di protesi cerebrali: il Memristore.

Ripassiamo un momento cosa si intenda per sinapsi, forse la più preziosa e rapida connessione del nostro organismo: si tratta di una struttura biologica che connette due neuroni trasmettendo dal primo al secondo un flusso di informazioni specifico e unidirezionale a velocità elevatissima. In parole povere, la rete di sinapsi che innerva tutto il nostro organismo consente processi di percezione, apprendimento, memorizzazione.
Senza entrare troppo nel dettaglio, è bene ricordare che questo rapidissimo processo di trasmissione, l’impulso nervoso, è reso possibile grazie a piccoli e brevi cambiamenti del potenziale elettrico della membrana cellulare del neurone veicolatore dell’informazione.
Dopodiché, quando l’impulso nervoso arriva in una parte del neurone detta bottone sinaptico, vengono emesse particolari sostanze, chiamate neurotrasmettitori, incaricati di venire accolti nel corpo cellulare del neurone adiacente così da provocare un’onda di depolarizzazione (in italiano: una variazione della distribuzione delle cariche elettriche).

Ora che a grandi linee abbiamo ricordato il principio che regola il funzionamento delle sinapsi nervose, sarà più semplice comprendere il meccanismo sul quale si basano i memristori organici, dispositivi in grado di emulare le sinapsi perché in grado di trattenere una memoria della corrente (dunque dell’informazione) passata al loro interno.
Lo scienziato Salvatore Iannotta, membro del team di ricerca, si è detto estremamente soddisfatto dei risultati conseguiti, e ha dichiarato:

I risultati dimostrano l’effettiva interfaccia funzionale ‘neurone-memristore-neurone’, in cui il dispositivo gioca il ruolo di una sinapsi, consentendo la comunicazione tra le due cellule in modo pressoché analogo a quanto avviene in natura con un importante cambio di paradigma rispetto all’approccio consolidato basato su microelettrodi. Dettagli molto rilevanti della comunicazione interneuronale sono riprodotti, sia dal punto di vista dell’eccitazione reciproca tra i neuroni sia nel dettaglio dell’evoluzione temporale.

C’è sicuramente ancora molto da verificare prima di poter parlare a gamba tesa di ‘costruzione di reti neuronali ibride’ e di ‘rivoluzione nella protesica di nuova generazione’, ma il fatto di essere riusciti a rendere possibile la riattivazione di connessioni che fino ad oggi erano ritenute irreparabili apre nuovi, incoraggianti orizzonti nell’ambito della riparazione di cervelli danneggiati a seguito di incidenti, malattie neurodegenerative e disfunzioni delle sinapsi: provate ad immaginare quante giovani vite potrebbero tornare a condurre la vita di sempre grazie a questa invenzione!


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