Un cervelletto artificiale ha ripristinato le funzioni cerebrali perdute nei ratti, portando la prospettiva di impianti di cervello in stile cyborg un passo più vicino alla realtà. Gli impianti potrebbero eventualmente essere utilizzati per sostituire le aree di tessuto cerebrale danneggiato da ictus o altro, o anche a migliorare le funzioni cerebrali sane e il ripristino di processi di apprendimento con il declino dell’età.
Impianti cocleari e protesi degli arti hanno già dimostrato che è possibile cablare i dispositivi elettrici nel cervello e dar loro un senso, ma i dispositivi di questo tipo hanno solo una via di comunicazione, dal dispositivo al cervello o viceversa.
Ora Matti Mintz dell’Università di Tel Aviv in Israele ed i suoi colleghi hanno creato un cervelletto sintetico in grado di ricevere input sensoriali dal tronco cerebrale, una regione che funge da canale per le informazioni neuronali dal resto del corpo. Il loro dispositivo è in grado di interpretare questi ingressi, e inviare un segnale ad una regione diversa del tronco encefalico che spinge i motoneuroni ad eseguire il movimento appropriato.
“E’ a prova di concetto che possiamo registrare informazioni dal cervello, analizzarle in modo simile alla rete biologica, e restituirle al cervello”, dice Mintz, che ha presentato il lavoro di questo mese presso a Cambridge, Regno Unito.
Una delle funzioni del cervelletto è quella di aiutare e coordinare a tempo i movimenti. Questo, e il fatto che ha un’architettura neuronale relativamente semplice, ne fanno una buona regione del cervello da sintetizzare. “Conosciamo la sua anatomia e alcuni dei suoi comportamenti quasi perfettamente”, dice Mintz. Il team ha analizzato i segnali del tronco cerebrale provocando una vera e propria risposta del cervelletto in uscita. Hanno quindi utilizzato queste informazioni per generare una versione sintetica su un chip che si trova al di fuori del cranio ed è collegato al cervello tramite elettrodi.
Per testare il chip, hanno anestetizzato un ratto e disabilitato il suo cervelletto prima di agganciare la loro versione sintetica. “Questo dimostra quanto lontani siamo arrivati ??verso la creazione di circuiti che potrebbero un giorno sostituire le aree del cervello danneggiate ed addirittura aumentare il potere del cervello sano”, diceFrancesco Sepulveda della University of Essex di Colchester, Regno Unito, che non era coinvolto nella ricerca. “Il circuito che imita la funzionalità è molto semplice. Tuttavia, questo è un emozionante passo verso una possibilità enorme”.
Il passo successivo è quello di un tipo più grande di aree del cervelletto che possono imparare una sequenza di movimenti e testare il chip in un animale consapevole, una sfida molto più grande. “Questo è molto impegnativo a causa della diminuzione delle qualità neurali del segnale a causa di artefatti causati dal movimento”, diceRobert Prückl delle tecnologie Guger a Graz, in Austria, che sta lavorando con Mintz. Pensa che questo può essere realizzato, però, sviluppando software migliore per regolare il disturbo e tecniche migliori per impiantare gli elettrodi. Infine, l’obiettivo è quello di costruire un chip che può replicare aree complesse del cervello.
Tali impianti saranno molto più complessi, ma Sepulveda dice che le sfide non sono insormontabili. “E’ probabile che ci vorranno diversi decenni per arrivarci, ma la mia scommessa è che specifiche, ben organizzate parti del cervello come l’ippocampo e la corteccia visiva saranno correlate sinteticamente prima della fine del secolo”.
Protesi in base a questo principio potrebbero un giorno essere usate per migliorare le funzioni cerebrali in persone sane, per accelerare l’apprendimento o migliorare la memoria. Ad esempio, come persone invecchiate, la cui capacità di apprendere può diminuire. “Si può immaginare che si potrebbe accelerare l’apprendimento con l’aggiunta di una rete fittizia parallela a quella biologica”, dice Mintz.
traduzione ed adattamento: Daniele L – AltraNews
fonte: newscientist.com
Pubblicato da Daniele L.
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