Nell’ambito di un progetto finanziato dall’Unione Europea, un team di ricercatori svizzeri e italiani, fra cui Laura Ballerini del Centro Brain dell’Università di Trieste, ha dimostrato che i nanotubi di carbonio possono migliorare l’eccitabilità dei neuroni attraverso la formazione di contatti serrati con le membrane e favorire “scorciatoie elettriche” fra i diversi compartimenti neuronali. La ricerca è pubblicata su Nature Nanotechnology (Giada Cellot, Emanuele Cilia, Sara Cipollone, Vladimir Rancic, Antonella Sucapane, Silvia Giordani, Luca Gambazzi, Henry Markram, Micaela Grandolfo, Denis Scaini, Fabrizio Gelain, Loredana Casalis, Maurizio Prato, Michele Giugliano & Laura Ballerini, Carbon nanotubes might improve neuronal performance by favouring electrical shortcuts, Nature Nanotechnology, Dec 2008). 

Per spiegare le interazioni fisiche tra neuroni e nanotubi e i meccanismi alla base della influenza dell’attività elettrica collettiva dei network neuronali in coltura da parte dei nanotubi al carbonio, i ricercatori propongono una “ipotesi elettrotonica”.  I nanotubi di carbonio sono già stati applicati in diverse aree di tessuto nervoso per testare il comportamento cellulare, etichettare e tracciare componenti subcellulari e studiare lo sviluppo e l’organizzazione dei network neurali; studi recenti hanno dimostrato che i nanotubi possono sostenere e promuovere l’attività elettrica dei neuroni in network cellulari in coltura, ma fino a oggi le modalità con cui essi influenzano le funzioni cellulari erano scarsamente conosciute. Il nuovo studio apre interessanti prospettive per l’ingegnerizzazione di sistemi di interazione nanotubi – neuroni.

La ricerca italo – svizzera ha suscitato notevole interesse da parte della stampa, che ha ripreso ampiamente la notizia.

Il Corriere della Sera già parla di “uomo bionico”, sottolineando le potenzialità delle nanotecnologie soprattutto in caso di lesioni cerebrali quali ictus e trumi cranici, in cui i nanotubi di carbonio potrebbero essere utilizzati per creare “vie di comunicazione alternative” all’interno del cervello per sostituire quelle compromesse: tali conoscenze potrebbero “aprire le porte allo sviluppo di materiali «intelligenti» per la riorganizzazione di sinapsi all’interno di una rete neurale”.

La Repubblica immagina un “cervello ad alta velocità” e “futuri ibridi uomo – macchina”, evidenziando gli aspetti più strettamente legati al potenziamento cognitivo reso possibile da “un cervello iperveloce che scambia informazioni tra aree neurali con prestazioni elevatissime, che tra gli intricati meandri della sua materia grigia nasconde componenti artificiali perfettamente integrate tra i neuroni”.

Le Scienze mette in luce “l’estrema rilevanza di questa ricerca per il nascente campo della neuroingegneria e della neuroprotesica: le nuove tecnologie di interfaccia al nanotubo di carbonio potranno infatti essere la chiave per lo sviluppo di tutti i tipi di neuroprotesi, per la vista, l’udito, il gusto, il movimento, per la riparazione e perfino il miglioramento delle funzioni cerebrali”.

Cordis News, notiziario dell’Unione Europea dedicato alla ricerca scientifica, informa che lo studio è stato parzialmente finanziato dal sesto programma quadro (6PQ), nell’ambito del progetto Neuronano, il cui obiettivo principale consisteva nell’integrazione dei nanotubi di carbonio con altre tecnologie ai fini di sviluppare biochip da impiegare nella cura delle lesioni a carico dei tessuti del sistema nervoso centrale; il progetto Neuronano ha ricevuto un finanziamento pari a circa 1,8 milioni di euro in riferimento all’area tematica Nanotecnologie e nanoscienze.