Un impianto neurale grande quanto un granello di sale può leggere l’attività cerebrale
Un impianto neurale talmente piccolo da poter stare su un granello di sale. Non è fantascienza, non è il trailer di una serie distopica su Netflix. È quello che un gruppo di ricercatori della Cornell University ha effettivamente realizzato, e i risultati sono stati pubblicati su Nature Electronics. Il dispositivo, lungo circa 300 micron e largo 70, è in grado di trasmettere dati sull’attività cerebrale in modalità wireless per oltre un anno. Senza fili, senza batterie tradizionali, senza nulla che assomigli lontanamente alla tecnologia invasiva che conosciamo oggi.
Il progetto è stato guidato dal professor Alyosha Molnar, della School of Electrical and Computer Engineering di Cornell, insieme a Sunwoo Lee, ora assistente alla Nanyang Technological University. Lee aveva iniziato a lavorare sul dispositivo proprio nel laboratorio di Molnar, durante il suo periodo da ricercatore post dottorato. E quello che ne è venuto fuori ha dell’incredibile, anche per chi mastica queste cose da anni.
Come funziona il dispositivo MOTE e perché è così rivoluzionario
Il nome tecnico è MOTE, acronimo che sta per microscale optoelectronic tetherless electrode. Tradotto in parole più digeribili: un elettrodo microscopico, senza fili, che funziona grazie alla luce. Il cuore del sistema è un diodo semiconduttore in arseniuro di alluminio e gallio, che fa due cose contemporaneamente. Da un lato cattura la luce laser rossa e infrarossa che attraversa in sicurezza il tessuto cerebrale, e da questa ricava l’energia per alimentarsi. Dall’altro emette impulsi di luce infrarossa che codificano i segnali elettrici del cervello e li trasmettono verso l’esterno.
C’è anche un amplificatore a basso rumore e un encoder ottico integrati nel dispositivo, costruiti con la stessa tecnologia dei microchip che si trovano praticamente ovunque, dai telefoni ai computer. Lo stesso Molnar ha dichiarato che, per quanto ne sappia il suo team, questo è il più piccolo impianto neurale capace di misurare l’attività elettrica cerebrale e trasmetterla senza fili. Il sistema utilizza la modulazione della posizione degli impulsi, lo stesso tipo di codifica usato nelle comunicazioni ottiche satellitari, il che consente di consumare pochissima energia mantenendo una trasmissione dati affidabile.
Prospettive future per il monitoraggio cerebrale e non solo
La vera portata di questa tecnologia va oltre il singolo esperimento sui topi. Secondo Molnar, i materiali utilizzati nel MOTE potrebbero permettere di registrare l’attività cerebrale durante una risonanza magnetica, cosa che oggi è praticamente impossibile con gli impianti esistenti. E questo cambierebbe parecchio le carte in tavola nella ricerca neurologica.
Ma le applicazioni potenziali non si fermano al cervello. Il dispositivo potrebbe essere adattato per monitorare altre zone del corpo, come il midollo spinale, e in futuro potrebbe essere combinato con innovazioni come l’optoelettronica integrata in placche craniche artificiali. Parliamo di uno scenario in cui il monitoraggio biologico diventa qualcosa di quasi invisibile, integrato nel corpo senza interventi invasivi o cablaggi complessi.
Quello che rende questa storia davvero notevole non è solo la miniaturizzazione estrema. È il fatto che un impianto neurale così piccolo riesca a funzionare in modo stabile per più di dodici mesi dentro un organismo vivente. Significa che la strada verso dispositivi medici sempre meno invasivi e sempre più efficaci non è solo tracciata, ma qualcuno ci sta già correndo sopra a velocità impressionante.
