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Cervello

Scienziati coreani creano un’interfaccia neurale in grado di fornire farmaci in remoto al cervello

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Scienziati in Corea del Sud hanno creato una nuova interfaccia neurale durevole in grado di misurare i segnali cerebrali direttamente all’interno del cervello stesso.

 

L’interfaccia è così avanzata che può anche essere utilizzata per somministrare farmaci nel sito per garantire che l’interfaccia non causi infiammazioni.

 

La tecnologia, presentata ovviamente come una benefica invenzione biomedica, ha implicazioni inquietanti.

 

Dovrebbero essere ovvie le potenziali preoccupazioni sulla tecnologia impiantabile in grado di somministrare medicinali all’insaputa dell’utente

La misurazione accurata dell’attività cerebrale è stata una parte essenziale per ottenere una migliore comprensione del modo in cui funziona il cervello e di come è influenzato dalle malattie. Fino ad oggi, l’attività cerebrale è stata generalmente misurata posizionando degli elettrodi sul cuoio capelluto (generalmente indicata come elettroencefalografia (EEG)).

 

Naturalmente, i ricercatori sanno da tempo che ottenere segnali direttamente dal cervello sarebbe quasi certamente più accurato e potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione del cervello, ma finora la creazione di interfacce neurali per farlo si è rivelata notevolmente difficile.

 

Ad esempio, i materiali utilizzati per realizzare i microscopici elettrodi che entrano in contatto con i neuroni, così come quelli di tutti i connettori, dovrebbero essere flessibili ma sufficientemente resistenti da resistere a un ambiente relativamente duro nel corpo.

 

I precedenti tentativi di sviluppare interfacce cerebrali di lunga durata sono falliti a causa delle naturali risposte biologiche del corpo, come l’infiammazione, che riducono le prestazioni elettriche degli elettrodi nel tempo.

 

Gli scienziati hanno creato una «piattaforma di intelligenza artificiale impiantabile biocompatibile» che potrebbe aprire la strada al monitoraggio in tempo reale della salute delle persone

Il team sudcoreano, pubblicando la propria ricerca su Microsystems & Nanoengineering, ha deciso di indagare se esistesse un modo per somministrare farmaci localmente per ridurre l’infiammazione nel sito in cui gli elettrodi incontrano il cervello.

 

A differenza dei dispositivi rigidi esistenti, il loro design ha una struttura flessibile in cui viene utilizzata una serie di microaghi per raccogliere più segnali neurali su un’area e sottili linee conduttive metalliche portano questi segnali a un circuito esterno.

 

L’aspetto che definisce questo design è il modo in cui incorpora canali che possono trasportare fluidi su un piano parallelo alle linee conduttive.

 

Questi canali, costruiti impilando strategicamente e microlavorando più strati polimerici, sono collegati a un piccolo serbatoio (che contiene i farmaci da somministrare) e possono trasportare un flusso costante di liquido verso i microaghi.

 

Il team ha testato il loro approccio attraverso esperimenti di interfaccia cerebrale su ratti vivi. Dopo aver impiantato le interfacce, hanno misurato la concentrazione del farmaco nel tessuto intorno agli aghi.

 

Il team ha testato il loro approccio attraverso esperimenti di interfaccia cerebrale su ratti vivi. Dopo aver impiantato le interfacce, hanno misurato la concentrazione del farmaco nel tessuto intorno agli aghi

Il prof. Sohee Kim, che ha guidato lo studio, ha dichiarato: «La flessibilità e le funzionalità del nostro dispositivo contribuiranno a renderlo più compatibile con i tessuti biologici e a ridurre gli effetti negativi, il che contribuisce ad aumentare la durata dell’interfaccia neurale».

 

Un altro dei partecipanti spiega i potenziali usi di questa nuova tecnologia neurale, che includono la possibilità per «persone paralizzate di muovere braccia o gambe robotiche usando i loro pensieri e il trattamento di malattie neurologiche usando la stimolazione elettrica e/o chimica nel corso degli anni».

 

Allo stesso tempo, dovrebbero essere ovvie le potenziali preoccupazioni sulla tecnologia impiantabile in grado di somministrare medicinali all’insaputa dell’utente.

 

Una tecnologia simile è stata sviluppata presso l’Università di Dresda. Gli scienziati hanno creato una «piattaforma di intelligenza artificiale impiantabile biocompatibile» che potrebbe aprire la strada al monitoraggio in tempo reale della salute delle persone.

 

«Chiaramente, poiché le frontiere della medicina continuano ad espandersi in modi sempre più invasivi, è probabile che ciò che significa essere umani, possedere il libero arbitrio e avere il diritto all’autonomia e alla privacy sia tutto in discussione» scrive Herculean Strenght.

 

Come riportato da Renovatio 21, Facebook ha lavorato a lungo ad un dispositivo che legga il pensiero degli utenti, ma ora dice di avere abbandonato le ricerche.

 

Di recente una startup di neurotecnologia chiamata Synchron ha ottenuto dall’ente regolatorio biomedico americano FDA l’approvazione per i suoi test di innesto negli esseri umani di innesti cerebrali in grado di fornire la cosiddetta HMI, interfaccia umano-macchina.

 

Elon Musk, patron di Tesla, ha da anni avviato un’azienda che ha già prodotto i primi suini e primati cyborg, in grado di comandare perfino il videogiuoco Pong solo con il pensiero.

 

Secondo alcuni, siamo davanti ad un futuro da incubo dove con i chip cerebrali. «Venderanno i pensieri al miglior offerente» ha dichiarato la psicologa cognitiva Susan Schneider , direttrice del Center for the Future Mind della Florida Atlantic University.

 

In ambito clinico, da anni gli scienziati lavorano a microchip da impiantare nel cervello con lo scopo dichiarato di curare i mali del sistema nervoso come il Parkinson e la cefalea a grappolo. Nel 2013 Obama assegnò svariate centinaia di milioni di dollari alla DARPA (l’ente di ricerca e sviluppo del Pentagono) che preparò diversi esperimenti, spesso utilizzando come cavie i veterani.

 

Su di essi in questi anni sono stati svolti esperimenti  di Deep Brain Stimulation («stimolazione cerebrale profonda») per curare una supposta malattia del cervello, la depressione, collegando un sistema che fornisce scosse elettriche con l’interno del loro cervello tramite fili che attraversano il cranio.

 

Dalla medicina al transumanismo il passo è breve. E a breve lo sarà ancora di più.

 

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Cervello

Approvato il test per impianti cerebrali negli esseri umani

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Una piccola startup neurotecnologica di nome Synchron ha ottenuto l’approvazione normativa dalla FDA (l’ente regolatore per sostanze e biotecnologie negli USA) per iniziare a testare il suo impianto cerebrale su volontari umani.

 

Si tratta della versione più avanzata di quella che chiamano Human-Machine-Interface (HMI), interfaccia uomo macchina, che qui arriva a saldare la tecnologia elettronica con la materia cerebrale.

 

La notizia mette la nuova Synchron molto più avanti delle società rivali del settore, tra cui Neuralink di Elon Musk che deve ancora fare il salto dalla sperimentazione sugli animali (pur avendo pubblicizzato i suoi esperimenti su scimmie e suini) all’uomo.

 

Dopo il semaforo verde da parte dell’ente regolatore, Synchron ha annunciato con  un comunicato stampa che prevede di iniziare studi preliminari sull’uomo entro la fine 2021 con uno strumento chiamato Stentrode, riporta il sito Insider

 

Lo Stentrode è un impianto neurale che arriva al cervello attraverso la giugulare. L’obiettivo è usarlo come un’interfaccia cervello-computer impiantata per garantire a sei volontari il controllo della paralisi su dispositivi esterni

Lo Stentrode è un impianto neurale che arriva al cervello attraverso la giugulare. L’obiettivo è usarlo come un’interfaccia cervello-computer impiantata per garantire a sei volontari il controllo della paralisi su dispositivi esterni.

 

L’approvazione «riflette anni di test di sicurezza eseguiti in collaborazione con la FDA», ha affermato il CEO di Synchron Thomas Oxley nell’annuncio dell’azienda. 

 

«Abbiamo lavorato insieme per aprire la strada verso la prima approvazione commerciale per un BCI [Brain-Computer-Interface, ndr] permanentemente impiantato per il trattamento della paralisi. Siamo entusiasti di lanciare finalmente una sperimentazione clinica negli Stati Uniti quest’anno».

 

Nel 2019 Oxley descrisse lo Stentrode a Futurism nel 2019, descrivendolo come «una macchina che avrebbe consentito alle persone con paralisi di controllare tutti i tipi di macchinari, dai dispositivi di comunicazione agli arti robotici o agli esoscheletri» scrive il sito.

 

Tutto ciò che in campo medico inizia come beneficio per una nicchia terapeutica finisce per diventare eugenetica di massa

«Cosa c’è dietro la paralisi? L’intenzione di muoversi – diceva all’epoca – Quindi stiamo digitalizzando l’intenzione. In definitiva, se quei segnali sono davvero veloci, quei pazienti o quelle persone ora stanno controllando le tecnologie con un livello potrebbe non essere possibile con un normale corpo umano».

 

Scrive Futurism che «oltre a battere Neuralink – che il CEO Elon Musk in precedenza sosteneva sarebbe passato alla ricerca umana entro l’anno scorso – Synchron offre anche un approccio molto meno invasivo agli impianti neurali. L’impianto di Neuralink include fili che vengono fatti passare attraverso il cranio dell’utente, mentre lo Stentrode può rimanere completamente fuori dal cranio.

 

La corsa per sviluppare e testare gli impianti neurali si sta surriscaldando anche al di là di Synchron e Neuralink.

 

Bloomberg ha riferito che la società di neurotecnologie Paradromics ha raccolto 20 milioni di dollari per sviluppare e perfezionare ulteriormente il proprio impianto neurale, che ambisce a garantire alle persone con paralisi la capacità di muoversi e comunicare tramite l’interfaccia cervello-computer.

 

Come riporta Futurism, anche Paradromics è rimasta indietro rispetto a Synchron nel percorso normativo, ma afferma che chiederà il permesso di testare sugli esseri umani già il prossimo anno.

 

Dalla medicina al transumanismo il passo è – sempre – brevissimo.

Anche Facebook aveva in piano la creazione di un apparecchio in grado di leggere la mente degli utenti, ma ha comunicato di aver rinunziato al progetto.

 

Come ricordiamo sempre, tutto ciò che in campo medico inizia come beneficio per una nicchia terapeutica finisce per diventare eugenetica di massa. Quando il chip di interfaccia cerebrale sarà completo, difficile pensare che l’uomo comune non vorrà l’impianto che gli consentirà azioni speciali (guidare l’auto con il cervello, etc.), accessi (alla rete, alla comunicazione), etc.

 

Dalla medicina al transumanismo il passo è – sempre – brevissimo.

 

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Cervello

Fa il tampone e perde liquido cerebrospinale per nove mesi

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Un uomo della Repubblica Ceca  si è sottoposto a un esame dopo che il naso aveva cominciato a colargli incessantemente mesi prima.

 

Tuttavia, il liquido che gli colava dalle narici si è scoperto non essere muco: era il liquido cerebrospinale, ossia il liquido che aiuta ad attutire il cervello e il midollo spinale all’interno del cranio,.

 

Il liquido cerebrospinale fuoriusciva da una lesione causata da un tampone nasale per COVID-19, secondo quanto riporta Live Science.

 

Il tampone per rilevare il COVID gli aveva danneggiato la lamina cribrosa, un osso che separa il naso dal cervello

L’uomo aveva fatto il tampone nasale nel marzo 2020. Il suo test è risultato negativo e ha semplicemente pensato di avere brutte allergie quando la sua narice destra ha iniziato ad avere delle perdite subito dopo essere stato «tamponato».

 

Nel dicembre successivo l’uomo ha deciso di farsi visitare da un medico e, dopo aver scansionato la testa dell’uomo, il medico ha scoperto che il tampone per rilevare il COVID gli aveva danneggiato la lamina cribrosa, un osso che separa il naso dal cervello.

 

Come osserva Live Science, le perdite di liquido cerebrospinale non sono intrinsecamente dannose e i pazienti possono vivere la propria vita per anni senza problemi, ma rendono le persone più suscettibili a pericolose infezioni cerebrali come la meningite, poiché il sistema nervoso centrale è più esposto.

 

Sempre stando a quanto sostiene Live Science, altri due pazienti hanno sviluppato perdite di liquido cerebrospinale dopo aver eseguito i test nasali COVID. 

 

Le perdite di liquido cerebrospinale rendono le persone più suscettibili a pericolose infezioni cerebrali come la meningite, poiché il sistema nervoso centrale è più esposto

Diversi scienziati e ricercatori hanno messo in guardia l’opinione pubblica riguardo a possibili danni causati da questi test alquanto invasivi, soprattutto nei confronti dei minori.

 

Peraltro è doveroso aggiungere che questi «test» – come dimostrato ampiamente – non hanno un’attendibilità del 100%.

 

Anche alcuni collaboratori di Renovatio 21 hanno potuto testimoniare, a partire dall’inverno scorso, la scarsissima affidabilità di questi tamponi nasali che, ahinoi, a seconda del risultato, determinano la segregazione domiciliare o meno.

 

 

 

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Bioetica

Organoidi cerebrali prodotti in laboratorio sviluppano occhi rudimentali

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Renovatio 21 traduce questo articolo di Bioedge.

 

 

 

La nuova tecnica delle cellule staminali per far crescere gli organoidi cerebrali sta producendo alcuni risultati inquietanti.

 

In uno studio su Cell Stem Cell, scienziati tedeschi hanno utilizzato cellule staminali pluripotenti indotte umane (iPSC) per creare organoidi cerebrali con una struttura oculare chiamata coppa ottica.

 

Gli organoidi hanno sviluppato spontaneamente coppe ottiche bilateralmente simmetriche dalla parte anteriore della regione simile al cervello, dimostrando l’intrinseca capacità di auto-modellazione delle iPSC in un processo biologico altamente complesso.

 

«Il nostro lavoro mette in evidenza la notevole capacità degli organoidi cerebrali di generare strutture sensoriali primitive che sono sensibili alla luce e ospitano tipi di cellule simili a quelle che si trovano nel corpo», afferma Jay Gopalakrishnan dell’ospedale universitario di Düsseldorf.

 

«Questi organoidi possono aiutare a studiare le interazioni cervello-occhio durante lo sviluppo dell’embrione, modellare i disturbi retinici congeniti e generare tipi di cellule retiniche specifici del paziente per test farmacologici personalizzati e terapie di trapianto».

 

Gli organoidi del cervello umano hanno formato coppe ottiche, che sono apparsi già 30 giorni e sono maturati come strutture visibili entro 50 giorni. Questo lasso di tempo è parallelo a quello dello sviluppo retinico nell’embrione umano e potrebbe rendere più efficienti alcuni tipi di esperimenti di neurobiologia dello sviluppo.

 

Attraverso 16 lotti indipendenti da quattro donatori iPSC, i ricercatori hanno generato 314 organoidi cerebrali, il 72% dei quali formava coppe ottiche, dimostrando che il metodo è riproducibile.

 

Queste strutture contenevano diversi tipi di cellule retiniche, che formavano reti neuronali elettricamente attive che rispondevano alla luce. Gli organoidi cerebrali della coppa ottica contenevano anche cristallino e tessuto corneale e mostravano connettività retinica alle regioni del cervello.

 

«Nel cervello dei mammiferi, le fibre nervose delle cellule gangliari della retina si estendono per connettersi con i loro bersagli cerebrali, un aspetto che non è mai stato mostrato prima in un sistema in vitro», afferma Gopalakrishnan.

 

Negli studi futuri, hanno in programma di sviluppare strategie per mantenere vitali le coppe ottiche per lunghi periodi di tempo, utilizzandole per studiare i meccanismi che causano i disturbi della retina.

 

Scrivendo su The Niche, un ben informato commentatore sulla ricerca sulle cellule staminali, Paul Knoepfler, della UC Davis School of Medicine, si chiede se dovrebbero esserci limiti alla crescita di strutture simili agli embrioni che stanno diventando sempre più complesse.

 

Ha due opinioni:

 

«Per quanto riguarda i modelli di embrioni umani che stanno iniziando ad essere così simili agli embrioni umani reali, penso che i limiti abbiano senso. Per gli organoidi del cervello umano non tanto. Queste strutture sono abbastanza lontane dai veri cervelli umani e i rapporti sull’attività neurale in esse non mostrano nulla di simile a una funzione coerente su una base coerente».

 

 

Michael Cook

Direttore di Bioedge

 

 

Renovatio 21 offre questa traduzione per dare una informazione a 360º. Ricordiamo che non tutto ciò che viene pubblicato sul sito di Renovatio 21 corrisponde alle nostre posizioni.

 

 

Immagine © Elke Gabriel / CC BY-NC-SA

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