Una fibra ottica per studiare e curare Parkinson e depressione: la scoperta nel Salento

Martedì 19 Novembre 2019
Utilizza una sonda ottica per registrare, tramite la luce, l’attività del cervello. E promette d’essere un importante tassello per la diagnosi e il controllo di patologie cerebrali e per dispositivi medici di nuova generazione. 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 (USA), nell’ambito di uno studio finanziato dell’European Research Council (ERC) e dai National Institutes of Health (NIH) statunitensi. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Methods (https://www.nature.com/articles/s41592-019-0581-x).
 
«Le neuroscienze hanno di recente evidenziato la necessità di registrare lo scambio di informazioni che avviene tra regioni diverse e tra cellule con diverse funzioni all’interno del cervello, per comprenderne il funzionamento e studiare la circuiteria cerebrale», spiega Massimo De Vittorio, ordinario di Elettronica a UniSalento e coordinatore del CBN - Center for Biomolecular Nanotechnologies dell’IIT, che ha sede ad Arnesano (Lecce).

«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 - prosegue - 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».

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.

«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».

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