Il cervello adulto nasconde milioni di sinapsi silenti, connessioni dormienti pronte ad attivarsi quando serve imparare qualcosa di nuovo. Sembra quasi fantascienza, eppure è quello che hanno scoperto i neuroscienziati del MIT (Massachusetts Institute of Technology), ribaltando una convinzione che andava avanti da decenni. Per anni si pensava che queste connessioni inattive esistessero solo nella primissima infanzia, quando il cervello è una spugna che assorbe tutto. E invece no. Nel cervello adulto dei topi analizzati, circa il 30% delle sinapsi nella corteccia risulta ancora silente. Un serbatoio enorme di potenziale, fermo lì in attesa del momento giusto.

La cosa affascinante è che queste sinapsi silenti non sono reliquie inutili. Funzionano come una riserva nascosta: permettono al cervello di formare nuovi ricordi senza cancellare quelli già consolidati. Dimitra Vardalaki, dottoranda al MIT e prima autrice dello studio pubblicato su Nature, lo spiega in modo piuttosto chiaro: quando arriva un’informazione davvero importante, le connessioni tra i neuroni coinvolti si rafforzano, ma solo tra quelle sinapsi silenti. Le sinapsi mature, quelle che custodiscono i ricordi già formati, restano al sicuro. Mark Harnett, professore associato di scienze cognitive al MIT e autore senior della ricerca, sottolinea come le sinapsi già attive abbiano una soglia di modifica molto più alta, proprio perché quei ricordi devono essere resistenti e non vanno sovrascritti con facilità.

Una scoperta arrivata quasi per caso

Il bello è che il team del MIT non stava nemmeno cercando le sinapsi silenti. Stavano studiando come i dendriti, le ramificazioni dei neuroni, elaborano i segnali in modo diverso a seconda della posizione. Per farlo hanno usato una tecnica chiamata eMAP, che espande fisicamente il tessuto cerebrale e permette di osservare le proteine con un dettaglio impressionante. Ed è lì che è spuntato qualcosa di inaspettato: ovunque guardassero, trovavano filopodia, minuscole protuberanze che sporgono dai dendriti. Strutture già osservate in passato, ma sempre considerate troppo piccole per essere studiate seriamente.

Analizzandole meglio, il gruppo ha scoperto che queste filopodia contenevano recettori NMDA ma non recettori AMPA. Questo dettaglio è fondamentale, perché le sinapsi attive hanno entrambi i tipi di recettore. Senza i recettori AMPA, la connessione resta elettricamente muta. Da qui il nome: silente. In pratica, queste strutture sono connessioni pronte a tutto, ma che non trasmettono nulla finché non vengono “accese” da un evento specifico di apprendimento.

Cosa significa per la memoria e l’invecchiamento

Per verificare che le filopodia funzionassero davvero come sinapsi silenti, i ricercatori hanno usato una tecnica di patch clamping modificata. Simulando il rilascio di glutammato, hanno confermato che senza lo sblocco dei recettori NMDA non passava alcun segnale. Ma quando il rilascio di glutammato veniva combinato con un impulso elettrico dal neurone, i recettori AMPA si accumulavano nella sinapsi, trasformandola in una connessione pienamente funzionante. Un processo molto più semplice rispetto alla modifica di una sinapsi già attiva.

Questo equilibrio tra flessibilità e stabilità è esattamente ciò che permette al cervello di continuare a imparare per tutta la vita. E apre scenari interessanti anche sul fronte dell’invecchiamento e delle malattie neurodegenerative. Il team del MIT sta già indagando se sinapsi silenti simili esistano anche nel cervello umano e come cambino con l’età. Se la riserva di connessioni flessibili si riduce col tempo, potrebbe diventare molto più difficile acquisire nuove abitudini o integrare informazioni fresche. La speranza, dice Harnett, è di individuare le molecole coinvolte nelle filopodia e trovare un modo per ripristinare quella flessibilità della memoria che si perde invecchiando. Un cervello molto più dinamico di quanto si credesse, insomma, con un arsenale nascosto di connessioni pronte a entrare in gioco al momento opportuno.

L'articolo Sinapsi silenti: la scoperta del MIT che ribalta tutto proviene da Tecnoapple.

Dai laboratori del MIT arriva una scoperta che potrebbe cambiare radicalmente il modo in cui si studiano le malattie neurologiche: la luce laser caotica, quella che normalmente si disperde in modo disordinato, può auto organizzarsi in un fascio estremamente preciso, utile per ottenere immagini 3D del cervello a velocità mai raggiunte prima. Sembra quasi un paradosso, eppure funziona. E funziona dannatamente bene.

Il gruppo di ricerca, guidato dalla professoressa Sixian You del Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica del MIT, ha pubblicato i risultati sulla rivista Nature Methods il 28 aprile 2026. Il punto di partenza è stato un comportamento del tutto inaspettato. Mentre il ricercatore Honghao Cao aumentava progressivamente la potenza di un laser all’interno di una fibra ottica multimodale, invece di ottenere una dispersione sempre più caotica della luce, ha osservato l’esatto opposto: il fascio si è concentrato spontaneamente in quello che il team ha ribattezzato pencil beam, un raggio sottilissimo e focalizzato come la punta di una matita.

Nessuno se lo aspettava. La convinzione diffusa nel settore era che aumentare la potenza avrebbe inevitabilmente peggiorato il caos luminoso. E invece no. Come ha spiegato You stessa, il team ha seguito le evidenze, ha accettato l’incertezza e ha lasciato che la luce trovasse da sola una soluzione nuova per il bioimaging.

Come nasce questo fascio che si organizza da solo

Per riprodurre l’effetto in modo controllato, i ricercatori hanno individuato due condizioni fondamentali. La prima: il laser deve entrare nella fibra con un allineamento perfetto, a zero gradi, molto più rigoroso rispetto alla pratica standard. La seconda: la potenza deve essere spinta fino al punto in cui la luce inizia a interagire direttamente con il vetro della fibra. A quel livello critico, la non linearità del materiale riesce a contrastare il disordine intrinseco, creando un equilibrio che trasforma il fascio in ingresso in un raggio auto organizzato, stabile e ultrarapido.

Il bello è che non servono componenti ottici personalizzati o competenze ultra specialistiche. Come ha sottolineato You, il metodo si può applicare con un setup ottico normale. Questo lo rende potenzialmente accessibile a molti più laboratori rispetto alle tecniche tradizionali.

Immagini della barriera emato encefalica 25 volte più veloci

Ma a cosa serve concretamente tutto questo? La risposta sta nell’applicazione pratica che il team ha dimostrato: l’imaging della barriera emato encefalica umana. Questa struttura, composta da un fitto strato di cellule, protegge il cervello dalle sostanze nocive ma allo stesso tempo blocca l’ingresso di molti farmaci. Capire se e come un trattamento riesce ad attraversarla è cruciale per lo sviluppo di terapie contro malattie come l’Alzheimer o la SLA.

Con il nuovo approccio basato sul pencil beam, il gruppo del MIT ha prodotto immagini 3D ad alta risoluzione circa 25 volte più velocemente rispetto ai metodi attuali considerati il riferimento nel campo. E non è tutto: la tecnica consente di osservare in tempo reale come le singole cellule assorbono i farmaci, senza bisogno di marcatori fluorescenti. Un vantaggio enorme, come ha evidenziato il professor Roger Kamm, perché per la prima volta è possibile visualizzare l’ingresso dei farmaci nel cervello e identificare la velocità con cui specifici tipi cellulari li internalizzano.

I prossimi passi del team prevedono di approfondire la fisica alla base di questo fenomeno di auto organizzazione e di estendere il metodo ad altre applicazioni, come l’imaging dei neuroni. La ricerca è stata finanziata, tra gli altri, dalla National Science Foundation e dalla Silicon Valley Community Foundation. Quello che fino a poco tempo fa sembrava solo rumore luminoso potrebbe presto diventare uno degli strumenti più potenti a disposizione della ricerca biomedica.

L'articolo MIT: la luce laser caotica rivoluziona l’imaging cerebrale proviene da Tecnoapple.

Lo strato di ozono sembrava finalmente sulla buona strada per guarire. Poi un gruppo di scienziati del MIT ha scoperto un problema nascosto che nessuno aveva davvero messo in conto. E la cosa interessante è che, stando ai ricercatori, sarebbe anche risolvibile.

Partiamo da quello che si sapeva già. Il Protocollo di Montreal del 1987 viene spesso citato come il trattato ambientale più efficace della storia. Ha portato alla graduale eliminazione dei clorofluorocarburi (CFC) e di altre sostanze che stavano letteralmente mangiando lo strato di ozono sopra le nostre teste. Il risultato? Una lenta ma costante ripresa, con alcune stime che parlavano di un ritorno ai livelli del 1980 già entro il 2040. Il problema è che quel trattato prevedeva un’eccezione. Alcune sostanze ozono-lesive potevano continuare a essere utilizzate come materie prime industriali per produrre altri materiali. L’idea era che solo una frazione minuscola, circa lo 0,5%, sarebbe finita nell’atmosfera. Un’assunzione ragionevole, all’epoca. Ma oggi i dati raccontano un’altra storia.

Perdite industriali ben più alte del previsto

Negli ultimi anni, le misurazioni condotte dalla rete globale AGAGE (Advanced Global Atmospheric Gases Experiment) hanno rilevato concentrazioni atmosferiche di sostanze ozono-lesive decisamente superiori alle attese. Le stime aggiornate indicano che le perdite reali dalle lavorazioni industriali si aggirano intorno al 3,6%, con alcuni composti chimici che mostrano percentuali ancora più elevate. Un bel salto rispetto a quello 0,5% dato per scontato.

Un team internazionale guidato da Stefan Reimann dei Laboratori Federali Svizzeri e dalla professoressa Susan Solomon del MIT ha analizzato cosa significhi tutto questo per il futuro dello strato di ozono. Solomon, tra l’altro, è la stessa scienziata che contribuì a identificare la causa originaria del buco dell’ozono negli anni Ottanta. Quindi sa di cosa parla.

I risultati, pubblicati su Nature Communications, sono piuttosto chiari. Se le attuali percentuali di perdita non vengono ridotte, il recupero completo dello strato di ozono potrebbe slittare fino al 2073. Significa circa sette anni di ritardo rispetto allo scenario in cui le fughe industriali vengono contenute allo 0,5%. Sette anni che, tradotti in termini sanitari, corrispondono a un numero significativo di casi aggiuntivi di cancro alla pelle dovuti ai raggi ultravioletti.

Soluzioni a portata di mano, se la volontà politica segue

La buona notizia è che nessuno sta parlando di un problema irrisolvibile. Queste sostanze vengono utilizzate principalmente nella produzione di plastiche, rivestimenti antiaderenti e composti chimici sostitutivi. Solomon sottolinea che l’industria chimica ha una lunga tradizione di innovazione e adattamento. Esistono migliaia di alternative possibili, e spesso basta rendere consapevoli gli operatori del settore perché i processi vengano ottimizzati.

I Paesi firmatari del Protocollo di Montreal si riuniscono ogni anno per discutere le criticità emergenti. Le emissioni da materie prime industriali sono già sul tavolo delle trattative, e i prossimi incontri dovranno affrontare concretamente come ridurle o eliminarle. La rete AGAGE, dal canto suo, continua a fornire dati preziosi che permettono alla comunità scientifica di individuare dove intervenire.

Quello che emerge da questa ricerca non è tanto un allarme catastrofico, quanto un promemoria. Lo strato di ozono si sta riprendendo, questo resta vero. Ma una falla nel sistema normativo sta rallentando quel processo, e chiuderla significherebbe accorciare di anni il periodo in cui la Terra resta più esposta alle radiazioni solari. Pochi anni, certo. Ma abbastanza da fare una differenza concreta sulla salute di milioni di persone.

L'articolo Strato di ozono: il recupero potrebbe essere molto più lento del previsto proviene da Tecnoapple.

Esiste un tipo di luce che fino a poco tempo fa nessuno riusciva a domare abbastanza da renderla utile per la microscopia. Si chiama luce terahertz, e un gruppo di fisici del MIT ha appena trovato il modo di comprimerla in uno spazio incredibilmente piccolo, tanto da riuscire a osservare qualcosa che nessuno aveva mai visto: il movimento collettivo degli elettroni superconduttori che oscillano insieme, come una sorta di gelatina quantistica che vibra. La scoperta, pubblicata sulla rivista Nature, apre scenari importanti sia per la comprensione della superconduttività sia per il futuro delle comunicazioni wireless ad altissima velocità.

La radiazione terahertz si colloca tra le microonde e l’infrarosso nello spettro elettromagnetico. Pulsa oltre mille miliardi di volte al secondo, una frequenza che corrisponde quasi perfettamente alle vibrazioni naturali di atomi ed elettroni nei materiali. Sulla carta, sarebbe lo strumento perfetto per studiare quei movimenti. Il problema, però, è sempre stato pratico: la lunghezza d’onda della luce terahertz è enorme rispetto alle strutture da analizzare, centinaia di micron. E una regola fondamentale della fisica ottica, il cosiddetto limite di diffrazione, impedisce di focalizzare la luce in un punto più piccolo della sua lunghezza d’onda. Il risultato? Il fascio finisce per “coprire” tutto il campione senza distinguere nulla di utile.

Come funziona il nuovo microscopio terahertz

Per aggirare questo ostacolo, il team del MIT ha utilizzato i cosiddetti emettitori spintronici, una tecnologia relativamente recente basata su strati metallici ultrasottili impilati. Quando un laser colpisce questi strati, si innesca una reazione a catena negli elettroni che genera impulsi terahertz brevissimi. Il trucco sta nel posizionare il campione vicinissimo all’emettitore, catturando la luce prima che abbia il tempo di disperdersi. In questo modo si riesce a comprimere il fascio in una regione molto più piccola della sua lunghezza d’onda, bypassando di fatto il limite di diffrazione.

Il microscopio è stato poi completato con uno specchio di Bragg, una struttura a strati che filtra le lunghezze d’onda indesiderate e protegge il campione dal laser. Con questo setup, i ricercatori hanno esaminato un materiale chiamato ossido di bismuto, stronzio, calcio e rame (noto con la sigla BSCCO, pronunciata “bisco”), un superconduttore ad alta temperatura. Raffreddandolo fino a temperature prossime allo zero assoluto, hanno osservato gli elettroni muoversi senza attrito come un superfluido, oscillando alle frequenze terahertz.

“Questo nuovo microscopio ci permette di vedere una modalità degli elettroni superconduttori che nessuno aveva mai osservato prima”, ha dichiarato Nuh Gedik, professore di fisica al MIT.

Perché questa scoperta conta davvero

Studiare materiali come il BSCCO con la luce terahertz potrebbe accelerare la corsa verso i superconduttori a temperatura ambiente, uno dei traguardi più ambiti della fisica moderna. Ma non è tutto. La stessa tecnologia potrebbe aiutare a identificare materiali capaci di emettere e rilevare radiazione terahertz, componenti essenziali per i futuri sistemi di comunicazione wireless a frequenze terahertz, potenzialmente molto più veloci delle attuali reti basate sulle microonde.

“C’è una spinta enorme per portare il Wi Fi e le telecomunicazioni al livello successivo, alle frequenze terahertz”, ha spiegato Alexander von Hoegen, primo autore dello studio. “Con un microscopio terahertz si potrebbe studiare come questa luce interagisce con dispositivi microscopici che un giorno potrebbero funzionare come antenne o ricevitori.”

Il team sta già applicando il microscopio ad altri materiali bidimensionali per esplorare ulteriori effetti su scala terahertz. Vibrazioni reticolari, processi magnetici, modi collettivi: tutto ciò che accade a queste frequenze diventa ora osservabile con una risoluzione prima impensabile. La ricerca è stata sostenuta dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e dalla Gordon and Betty Moore Foundation.

L'articolo MIT: il microscopio terahertz svela il “tremolio” quantistico mai visto proviene da Tecnoapple.