Speciale sonda registra l’attività del cervello: servirà per studiare schizofrenia e depressione

Un nuovo metodo che utilizza la luce per sondare il lavoro cerebrale. Servirà a diagnosticare patologie con dispositivi di ultima generazione

Rappresentazione schematica di una fibra ottica che raccoglie segnale ottico da più neuroni contemporaneamente.

LECCE – Arriva dai laboratori universitari leccesi una innovativa sonda ottica, che servirà a registrare l’attività del cervello. Lo studio ha prodotto questo dispositivo con lo scopo di diagnosticare il controllo di malattie come il Parkinson, la schizofrenia e la depressione. Lo hanno messo a punto i ricercatori Ferruccio Pisanello (IIT - Istituto Italiano di Tecnologia) e Massimo De Vittorio (IIT e Università del Salento), in collaborazione con il laboratorio di Bernardo Sabatini dell’Harvard Medical School di Boston, nell’ambito di uno studio pubblicato sulla rivista Nature Methods. Altri autori del lavoro sono Filippo Pisano, Suk Joon Lee, Jaeeon Lee, Emanuela Maglie, Antonio Balena, Leonardo Sileo, Barbara Spagnolo, Marco Bianco, and Minsuk Hyun.

La sonda è costituita da una fibra ottica a forma di cono affusolato e una punta di dimensioni nanometriche che può raccogliere luce su un’estensione di circa 2 millimetri e, interagendo con il tessuto neuronale, permette di determinare l’origine dell’informazione ottica. Grazie alla collaborazione con l’Harvard medical school, la sonda è stata testata per l’analisi dello striato, una regione del cervello coinvolta nella pianificazione dei movimenti e utilizzata per monitorare il rilascio di dopamina, un neurotrasmettitore coinvolto sia nel controllo motorio che nei disordini del sistema nervoso centrale come il Parkinson, la schizofrenia e la depressione. 

“Questo studio ha presentato una nuova metodologia che permette di raccogliere tutte queste informazioni simultaneamente, mediante un unico dispositivo ottico, rilevando segnali luminosi da più punti del cervello. Il metodo sviluppato sfrutta una sonda del tutto innovativa, in grado di utilizzare la luce sia per leggere l’attività di specifici neuroni che di manipolarne l’attività in distinte regioni cerebrali profonde. Il suo funzionamento è determinato dalla possibilità di far emettere luce ai neuroni quando vi è attività nervosa o rilascio di neurotrasmettori, molecole che trasferiscono informazioni biochimiche tra neuroni”, ha spiegato Massimo De Vittorio, ordinario di Elettronica a UniSalento e coordinatore del Cbn - Center for biomolecular nanotechnologies dell’Iit con sede ad Arnesano.

“La nuova tecnologia ha consentito di evidenziare, per la prima volta, il ruolo delle sotto-regioni dello striato coinvolte nel rilascio di dopamina durante specifici comportamenti», conclude De Vittorio, «Grazie a questo approccio, i ricercatori possono quindi avere una rappresentazione dinamica del segnale nervoso durante l’esecuzione di specifiche azioni, aggiungendo un importante tassello alle metodologie per studiare il sistema nervoso centrale e l’origine di disordini neurologici”, ha concluso.

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