Ingegneri e neurobiologi hanno programmato in modalità wireless – e poi deprogrammato – topi per interagire socialmente tra loro in tempo reale. L’esperimento è stato realizzato, per la prima volta in assoluto, grazie a un dispositivo ultraminiaturizzato, senza batteria e completamente impiantabile, primo nel suo genere che utilizza la luce per attivare i neuroni.

A realizzarlo sono stati i ricercatori della Northwestern University (USA), che hanno pubblicato i dettagli della loro ricerca sulla rivista Nature Neuroscience. Questo studio è il primo documento di optogenetica (un metodo per controllare i neuroni con la luce) che esplora le interazioni sociali all’interno di gruppi di animali, cosa che in precedenza era impossibile con le attuali tecnologie. La struttura sottile, flessibile e wireless dell’impianto consente ai topi di apparire normali e di comportarsi normalmente in ambienti realistici, consentendo ai ricercatori di osservarli in condizioni naturali.

La ricerca precedente che utilizzava l’optogenetica richiedeva fili a fibre ottiche, che limitavano i movimenti del topo e li faceva impigliare durante le interazioni sociali o in ambienti complessi. Il dispositivo in miniatura sfrutta i protocolli di comunicazione near-field, la stessa tecnologia utilizzata negli smartphone per i pagamenti elettronici. I ricercatori utilizzano la luce in modalità wireless in tempo reale con un’interfaccia utente su un computer. Un’antenna che circonda il recinto degli animali fornisce alimentazione al dispositivo wireless, eliminando così la necessità di una batteria ingombrante e pesante.

Quando i topi erano fisicamente vicini l’uno all’altro in un ambiente chiuso, il team di Kozorovitskiy ha attivato in modalità wireless in modo sincrono una serie di neuroni in una regione del cervello correlata alla funzione esecutiva di ordine superiore, facendo aumentare la frequenza e la durata delle interazioni sociali. La desincronizzazione della stimolazione ha ridotto prontamente le interazioni sociali nella stessa coppia di topi. In un contesto di gruppo, i ricercatori potrebbero influenzare una coppia scelta arbitrariamente per interagire più di altri.

“Con le tecnologie precedenti, non eravamo in grado di osservare più animali che interagiscono socialmente, perché erano legati. Per avere risposte complesse sul comportamento animale in ambienti realistici, serviva una tecnologia wireless. In realtà – ha detto Kozorovitskiy – non pensavamo che avrebbe funzionato. A nostra conoscenza, questa è la prima valutazione diretta di un’importante ipotesi di vecchia data sulla sincronia neurale nel comportamento sociale“.

A causa dell’ingegneria genetica coinvolta, il metodo non è ancora approvato negli esseri umani. “Sembra fantascienza – ha continuato Kozorovitskiyma è una tecnica incredibilmente utile. L’optogenetica potrebbe presto essere utilizzata per riparare la cecità o invertire le paralisi“.

AGC GreenCom 11 Maggio 2021 17:00