Nasce il primo neurone artificiale in silicio: la ricerca dell’università di Bath

Promette di diventare una futura arma per combattere le malattie causate dalla degenerazione delle cellule nervose, come l’Alzheimer: il primo neurone artificiale in silicio risponde ai segnali del sistema nervoso e segna un passo in avanti verso la possibilità di riparare circuiti nervosi e ripristinare funzioni perdute. Descritto sulla rivista “Nature Communications”, è il frutto della ricerca coordinata da Alain Nogaret, del dipartimento di Fisica dell’università britannica di Bath, e condotta con l’università svizzera di Zurigo e quella neozelandese di Auckland. Fanno parte del gruppo di lavoro anche gli italiani Elisa Donati e Giacomo Indiveri, entrambi dell’Università di Zurigo.

I primi neuroni in silicio sono un esempio della cosiddetta medicina bioelettronica, che con materiali artificiali imita circuiti e processi naturali basandosi sulle proprietà elettriche dei neuroni. Le cellule nervose artificiali appena ottenute hanno come modello i neuroni di ratto, ma la strada è ormai aperta verso ulteriori sviluppi. “Progettare dispositivi del genere-rivelano i ricercatori- è stata un’autentica sfida.Finora i neuroni sono stati delle scatole nere, ma ora sappiamo come guardare al loro interno”.

I neuroni su chip, che consumano una quantità minima di energia di un microprocessore, riproducono i canali ionici, ossia le sequenze di proteine che si trovano sulla superficie delle cellule e che, come delle finestre, permettono il passaggio di sostanze dall’esterno all’interno delle cellule.Nel caso dei neuroni artificiali, i canali ionici consentono la trasmissione dei segnali nervosi proprio come accade nei neuroni naturali.

Sono due, al momento, le cellule nervose  imitate sui chip di silicio: quelle che controllano sia la respirazione sia il ritmo del cuore, il cui malfunzionamento è all’origine di disturbi come l’aritmia, e quelle dell’ippocampo, la struttura del cervello nella quale si trova la centralina della memoria. Tra le possibili applicazioni, per Nogaret, sono all’orizzonte “pacemaker intelligenti” che utilizzando i neuroni per aiutare il cuore a battere con il ritmo giusto, oppure il trattamento di malattie neurodegenerative, come l’Alzheimer.