Un team dell’ETH Zurigo sta spingendo i limiti della neurostimolazione e della tecnologia di registrazione neuronale grazie ai fasci di elettrodi super-flessibili sviluppati. Questi elettrodi, diversi da quelli tradizionali, sono progettati per integrarsi senza danneggiare il tessuto cerebrale, consentendo un’interazione più delicata con la rete di filamenti dendritici.
Gli elettrodi sono fondamentali per le interfacce cervello-computer (BCI) e i dispositivi di stimolazione cerebrale profonda (DBS). Nel DBS, un componente simile a un pacemaker guida gli impulsi elettrici degli elettrodi per alleviare i sintomi di condizioni come il morbo di Parkinson e il disturbo ossessivo-compulsivo. Le BCI, invece, registrano l’attività cerebrale attraverso array di elettrodi, che possono essere tradotti in azioni come il linguaggio o il movimento da un sistema informatico.
Neuralink di Elon Musk è uno dei principali sviluppatori di BCI, utilizzando sonde flessibili che rappresentano un miglioramento rispetto alle sonde rigide a base di silicio. Tuttavia, il Professore di Neurotecnologia all’ETH Zurigo, Mehmet Fatih Yanik, insieme al suo team, ha sviluppato un nuovo tipo di elettrodo: un fascio di fibre d’oro estremamente sottili incapsulate in un polimero, che si integrano delicatamente nel tessuto cerebrale.
Il processo di inserimento di questi elettrodi flessibili è stato perfezionato nel tempo. Inizialmente, c’erano sfide nel mantenere l’integrità dei fasci durante l’inserimento nel cervello. Tansel Baran Yasar, insieme ai colleghi Peter Gombkoto e Wolfger von der Behrens, ha risolto questo problema inserendo i fasci lentamente, garantendo un’interazione delicata con il tessuto circostante.
Il team ha testato con successo i fasci di elettrodi nei cervelli dei ratti, dimostrando la capacità di registrare l’attività neuronale su lunghe scale temporali con alta qualità del segnale. Questo potrebbe aprire la strada a registrazioni simultanee da diverse aree cerebrali e reti neurali più ampie in futuro.
Attualmente, il team si concentra sull’ottimizzazione dei tentacoli degli elettrodi per includere “codici a barre” che identificano con precisione l’origine dei segnali neurali. Inoltre, stanno lavorando per aumentare il numero di canali di registrazione separati fino a 3.000, con l’obiettivo di sviluppare neurostimolatori minimamente invasivi.
Il prossimo passo sarà testare gli elettrodi su esseri umani, con un progetto in corso presso l’University College London per utilizzarli come strumento diagnostico di precisione per pazienti con epilessia sottoposti a interventi chirurgici al cervello. Yanik, consapevole dell’importanza della ricerca, potrebbe essere uno dei primi a sperimentare direttamente questa innovazione.
Lo studio dettagliato è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications, evidenziando i significativi progressi nel campo della neurotecnologia e aprendo nuove prospettive per il futuro della ricerca cerebrale.
