Un robot rivela il funzionamento interno delle cellule cerebrali

Ottenere l’accesso ai meccanismi interni di un neurone nel cervello vivente, offre una vasta gamma di informazioni utili: i suoi schemi di attività elettrica, la sua forma, il profilo in cui sono attivati i geni in un dato momento. Si tratta di un lavoro minuzioso e difficile. che solo pochi laboratori in tutto il mondo, praticano. I ricercatori del MIT e del Georgia Institute of Tecnology, hanno sviluppato uno strumento chiamato Dispositivo neuromatic per automatizzare il processo di ricerca e registrare le informazioni sul cervello vivente.  Lo strumento utilizza un braccio robotico che identifica e registra le attività dei neuroni con una maggiore precisione e velocità di uno sperimentatore umano. Con questa tecnica, gli scienziati potranno classificare le migliaia di diversi tipi di cellule del cervello, registrare una mappa delle connessioni dei neuroni e capire come le cellule malate differiscono da quelle sane. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature methods. Il nuovo strumento potrebbe essere particolarmente utile nello studio di disturbi cerebrali come la schizzofrenia, il morbo di Parkinson, l’autismo e l’epilessia. Capire come le malattie modificano le molecole nelle cellule specifiche all’interno del cervello vivente, potrebbe consentire nuovi bersagli e migliori trattamenti farmacologici. Il robot si avvale di un processo chiamato “cerotto a bloccaggio cellula interna” ed utilizza una pipetta di vetro che attraverso un piccolo foro entra a contato con la membrana della cellula di un neurone e ne registra l’attività elettrica. La pipetta o elettrodo, viene guidata dal braccio robotico che la introduce nel cervello, con precisione micrometrica e controlla una proprietà chiamata “impedenza elettrica”, una misura di quanto sia difficile per l’energia elettrica, uscire dalla pipetta. Lo strumento misura l’impedenza elettrica, dieci volte al secondo. L’elettrodo, trovata la cellula, attraverso un processo di aspirazione, forma una “tenuta” con la membrana cellulare per registrare l’attività elettrica intorno ad essa. I ricercatori hanno anche dimostrato che lo strumento può essere utilizzato per leggere il contenuto genetico della cellula, iniettando un colorante. In questo modo si possono classificare migliaia di tipi di neuroni presenti nel cervello, identificare i neuroni non solo dalla forma, ma anche dalla loro attività elettrica e dal profilo genetico. Uno strumento come questo, potrebbe essere usato per somministrare farmaci in punti mirati del cervello o per fornire vettori di terapia genica.