Il dispositivo controllato da smartphone potrebbe fornire farmaci nel cervello
Un team di ricerca internazionale ha progettato un dispositivo wireless controllato da smartphone in grado di fornire farmaci direttamente nel cervello. Può anche stimolare le cellule cerebrali usando la luce. Finora, gli scienziati hanno testato questo dispositivo sui topi.
In un nuovo sforzo - i cui risultati hanno riportato nella rivista Ingegneria biomedica della natura - ricercatori degli Stati Uniti e della Repubblica di Corea si sono uniti per ideare un nuovo impianto cerebrale in grado sia di stimolare le cellule cerebrali sia di fornire farmaci direttamente al cervello.
Il nuovo dispositivo, che i ricercatori chiamano "sonde cerebrali optofluidiche wireless", è facilmente controllabile utilizzando la tecnologia degli smartphone.
"Il dispositivo neurale wireless consente una neuromodulazione chimica e ottica cronica che non è mai stata raggiunta prima", afferma l'autore principale dello studio Raza Qazi.
Qazi è affiliato al Korea Advanced Institute of Science and Technology di Daejeon, Repubblica di Corea, nonché all'Università del Colorado Boulder.
Il team ha sviluppato il nuovo strumento nella speranza che i medici possano un giorno essere in grado di utilizzarlo per saperne di più sulle possibili cause di varie condizioni che colpiscono il cervello. Questi includono il morbo di Parkinson, il morbo di Alzheimer, la dipendenza e la depressione clinica.
Per il momento, tuttavia, i ricercatori hanno testato e perfezionato il loro dispositivo nei topi.
Creare un "dispositivo rivoluzionario"
Il team voleva progettare un dispositivo che fosse più facile da usare e più longevo rispetto ai modelli di sonde esistenti. I modelli esistenti tendono a fare affidamento su tubi metallici rigidi e fibre ottiche quando si tratta di fornire stimoli o farmaci al cervello.
Le sonde antiquate sono ingombranti e possono anche causare legioni cerebrali a causa della loro rigidità. Inoltre, possono fornire solo una quantità limitata di farmaci nel cervello.
Il nuovo dispositivo, tuttavia, è più leggero. Utilizza anche minuscole cartucce sostituibili che contengono i farmaci. In questo modo, gli scienziati possono rimuoverli e sostituirli con cartucce nuove e riempite di farmaco, se necessario.
Inoltre, le sonde che utilizza sono molto sottili, in effetti non più spesse di un capello umano. Utilizza anche il bluetooth a bassa energia, che il team può controllare utilizzando la tecnologia dello smartphone, per rilasciare farmaci nel cervello e per stimolare cellule cerebrali selezionate. Entrambe queste innovazioni consentono ai ricercatori di utilizzare il dispositivo in modo più sicuro e per periodi di tempo più lunghi.
Non solo, ma potrebbero anche creare modelli automatizzati di studio sugli animali in cui potrebbero manipolare il comportamento degli animali prendendo di mira particolari cellule cerebrali utilizzando il dispositivo wireless.
L'autore dello studio, il Prof. Michael Bruchas, sottolinea anche il potenziale clinico del dispositivo nel consentire ai ricercatori di sviluppare nuove terapie per il dolore, nonché per le condizioni neurologiche e neuropsichiatriche.
"Ci permette di analizzare meglio la base del comportamento del circuito neurale e come specifici neuromodulatori nel cervello sintonizzano il comportamento in vari modi", spiega.
"Siamo ansiosi di utilizzare il dispositivo anche per studi farmacologici complessi, che potrebbero aiutarci a sviluppare nuove terapie per il dolore, la dipendenza e i disturbi emotivi", aggiunge il Prof. Bruchas.
Per il momento, il team di ricerca continuerà a lavorare su questo dispositivo, sperando di poterlo eventualmente applicare alla ricerca clinica mirata.
"Questo dispositivo rivoluzionario è il frutto di una progettazione elettronica avanzata e di una potente ingegneria su micro e nanoscala".
Il coautore dello studio Prof. Jae-Woong Jeong
"Siamo interessati a sviluppare ulteriormente questa tecnologia per realizzare un impianto cerebrale per applicazioni cliniche", afferma il prof. Jeong.
