In un recente studio pubblicato su Advanced Healthcare Materials, svolto dal Consiglio Nazionale delle ricerche Cnr-Isof, in collaborazione con Cnr-Ismn di Bologna, è stato dimostrato per la prima volta che nel nostro cervello alcune cellule, gli astrociti, possono essere stimolati con un campo elettrico applicato a un dispositivo organico.

Generalmente quando si pensa al cervello si immaginano i neuroni, responsabili di qualsiasi attività fisiologica e non, eppure negli ultimi decenni è stata ormai conclamata dai neuro scienziati di tutto il mondo una nuova visione: ciò che rende davvero diverso il nostro cervello da quello di altri mammiferi, non è il numero o la struttura dei neuroni, bensì quella degli astrociti.

Gli astrociti sono stati così denominati per la loro tipica morfologia stellata e seppur siano  stati a lungo annoverati come supporto passivo e meri collanti per i neuroni hanno, dopo decenni, finalmente ottenuto la loro rivincita scientifica. Essi a differenze dei neuroni,  non sono in grado di generare e propagare un impulso, ma recenti studi hanno dimostrato che possono rispondere ad un campo elettrico estremamente piccolo applicato ad un dispositivo organico, interamente fabbricato al CNR di Bologna.

Fino a oggi l’attenzione dell’ingegneria e delle tecniche d’avanguardia era indirizzata e mirata esclusivamente allo studio dei neuroni e questo lasciava dei solchi significativi dal punto di vista tecnologico nell’analisi di disfunzione acute e croniche, in cui il ruolo degli astrociti è ormai reso noto.

Questo significativo lavoro di ricerca pone una nuova attenzione a fenomeni legati alla cura di patologie come Alzheimer, Parkinson, Ictus ed Epilessia e senza dubbio una visione radicalmente nuova all’utilizzo di tecnologie organiche, cioè basate su molecole, biocompatibili per la comprensione del funzionamento e la cura di malattie del cervello.

La convinzione che sia possibile generare tecnologie che mirino alla modificazione o a ripristino di attività cerebrali, non avendo come target i neuroni bensì le cellule non neuronali, guida da molti anni gli studi del gruppo di ricerca, dalla chimica, alla scienza dei materiali, alla fisica dei dispositivi, alla biologia e all’elettrofisiologia neurologica; tutto ciò permette di utilizzare un approccio vincente per affrontare tematiche così complesse come i meccanismi di funzionamento del cervello.

“Tutti dicono che il cervello sia l’organo più complesso del corpo umano, da medico potrei anche acconsentire….” R. L. Montalcini.

Il lavoro è stato supportato dal Progetto europeo ‘Olimpia’ e dal Progetto di ricerca ‘Astromat’, supportato dall’Air Force Office of Scientific Research coordinati da M. Muccini e V. Benfenati.

A. I. Borrachero-Conejo, E. Saracino, M. Natali, F. Prescimone, S. Karges, S. Bonetti, G. P. Nicchia, F. Formaggio, M. Caprini, R. Zamboni, F. Mercuri, S. Toffanin,* M. Muccini,* V. Benfenati, Electrical Stimulation by an Organic, Transistor Architecture Induces Calcium Signaling in Nonexcitable, Brain Cells. Adv. Healthcare Mater. 2018, doi: 10.1002/adhm.201801139.

Emanuela Saracino – Ricercatrice CNR