Un team di scienziati statunitensi ha ottenuto un risultato sbalorditivo in tema di robotica: un modello a quattro zampe è stato guidato grazie a mini-cervelli coltivati in laboratorio e stimolati con la luce attraverso il grafene.
Il cuore dell’esperimento è una nuova tecnica chiamata Graphene-Mediated Optical Stimulation (GraMOS). Si tratta di un metodo che sfrutta le proprietà uniche del grafene, materiale costituito da un singolo strato di atomi di carbonio, capace di trasformare impulsi luminosi in segnali elettrici delicati. Questi stimoli favoriscono la maturazione e la comunicazione dei neuroni presenti negli organoidi cerebrali, piccole strutture tridimensionali ottenute da cellule staminali che riproducono le funzioni di base del cervello umano.
Secondo il professor Alysson Muotri, direttore del centro di ricerca spaziale sulle cellule staminali dell’ateneo californiano, il sistema è “biocompatibile e non invasivo”, e soprattutto non richiede modifiche genetiche, a differenza delle tecniche più note come l’optogenetica. Questo aspetto lo rende più sicuro e potenzialmente più facilmente applicabile su larga scala, senza correre rischi di alterazioni impreviste del DNA.
La lentezza con cui i mini-cervelli si sviluppano in laboratorio è sempre stata un ostacolo agli studi sulle malattie neurodegenerative.
Per esempio, modelli in provetta di Alzheimer o di altre patologie richiedono anni per raggiungere uno stadio utile alle ricerche. GraMOS, invece, accelera la crescita neurale e consente di ottenere in tempi più rapidi connessioni funzionali. Come ha spiegato Elena Molokanova, co-autrice dello studio e CEO di NeurANO Bioscience, “è come dare una spinta gentile ai neuroni per crescere più in fretta”, riducendo l’attesa e anticipando le possibilità di testare nuove terapie.
Il passo che ha attirato maggiormente l’attenzione, però, è stato l’esperimento con il cane robotico. Gli organoidi collegati al sistema ricevevano segnali dal robot ogni volta che questo incontrava un ostacolo. Nel giro di meno di 50 millisecondi, i mini-cervelli generavano una risposta elettrica che portava il robot a cambiare direzione. È la prima dimostrazione concreta di un circuito sensoriale-motorio bioibrido, in cui cellule nervose umane coltivate in vitro controllano un dispositivo meccanico.
Gli autori dello studio sottolineano che questo approccio non serve a creare “cervelli artificiali” completi, ma a sviluppare piattaforme ibride con applicazioni che vanno dalla robotica adattiva alle protesi neurali fino all’informatica biologica. Alex Savchenko, co-senior author e CEO di Nanotools Bioscience, ha definito il risultato “un ponte critico nella ricerca sugli organoidi”, capace di trasformare la neuroscienza di base e aprire la strada a nuovi usi in medicina e tecnologia.
La ricerca è stata pubblicata su Nature Communications, ed è stata condotta all’Università della California di San Diego, presso il Sanford Stem Cell Institute.
Marvel's Eternals Star Kumail Nanjiani Says He Originally Signed on for 'Six Movies, a Video Game, a Theme Park Ride'