Il cervello umano rimane in gran parte una scatola nera:come la rete di segnali elettrici in rapido movimento si trasforma in pensiero, il movimento e la malattia rimangono poco compresi. Ma è elettrico, in modo che possa essere hackerato:la domanda è trovare un preciso, modo semplice per manipolare la segnalazione elettrica tra i neuroni.

Un nuovo studio dell'Università di Chicago mostra quanto sia piccolo, fili alimentati dalla luce potrebbero essere modellati in silicio per fornire questi segnali elettrici. Pubblicato il 19 febbraio in Nanotecnologia della natura , lo studio offre una nuova strada per far luce sui disturbi cerebrali e forse un giorno trattare.

Dieci anni fa, il mondo della scienza era pieno di speculazioni su una tecnica scoperta di recente chiamata optogenetica, che manipolerebbe l'attività neurale con la luce. Il problema è che deve essere fatto con la genetica:inserire un gene in una cellula bersaglio che lo farebbe rispondere alla luce. Da allora sono stati suggeriti altri modi per modulare i neuroni, ma un'alternativa perfetta rimane sfuggente.

Una squadra guidata dall'Ass. Il prof. Bozhi Tian ha costruito fili minuscoli precedentemente progettati per le celle solari. Questi nanofili sono così piccoli che centinaia di essi potrebbero sedersi fianco a fianco sul bordo di un foglio di carta, mettendoli sulla stessa scala delle parti delle cellule con cui stanno cercando di comunicare.

Questi nanofili combinano due tipi di silicio per creare una piccola corrente elettrica quando colpiti dalla luce. Oro, diffuso da un processo speciale sulla superficie del filo, agisce come catalizzatore per promuovere reazioni elettrochimiche.

"Quando il filo è a posto e illuminato, la differenza di tensione tra l'interno e l'esterno della cella è leggermente ridotta. Questo abbassa la barriera affinché il neurone emetta un segnale elettrico alle cellule vicine, " ha detto Tian.

Il team ha testato l'approccio con neuroni di ratto cresciuti in laboratorio, e vide che potevano effettivamente attivare i neuroni per attivare questi segnali elettrici.

"La cosa bella è che sia l'oro che il silicio sono materiali biologicamente compatibili, " ha detto lo studente laureato Ramya Parameswaran, il primo autore dello studio. "Anche, dopo che sono stati iniettati nel corpo, strutture di queste dimensioni si degraderebbero naturalmente entro un paio di mesi".

"E' un approccio fondamentale ma molto promettente, " Ha detto Tian. Hanno in programma di testare il sistema sugli animali, che potrebbero sia aiutare i ricercatori a comprendere ulteriormente come funzionano questi segnali elettrici nel cervello, sia suggerire modi per affrontare problemi come il morbo di Parkinson o i disturbi psichiatrici.