Gli inchiostri organici potrebbero restituire la vista ai non vedenti

Uno dei leader della ricerca, Eric Glowacki, misura la risposta elettrica dei dispositivi di neurostimolazione a impulsi di luce rossa. Foto credit: Thor Balkhed

Uno dei leader della ricerca, Eric Glowacki, misura la risposta elettrica dei dispositivi di neurostimolazione a impulsi di luce rossa. Foto credit: Thor Balkhed.

Una semplice protesi retinica viene sviluppata in collaborazione tra l’Università di Tel Aviv in Israele e LiU. Realizzato con pigmenti organici economici e ampiamente disponibili utilizzati negli inchiostri da stampa e nei cosmetici, è costituito da minuscoli pixel come un sensore fotografico digitale su scala nanometrica. I ricercatori sperano che possa restituire la vista ai non vedenti.

I ricercatori guidati da Eric Glowacki, ricercatore principale nel sottogruppo dei nanocristalli organici del Laboratorio di elettronica organica, Linköping University, hanno sviluppato un film fotoattivo piccolo e semplice che converte gli impulsi di luce in segnali elettrici. Questi segnali a loro volta stimolano i neuroni (cellule nervose).

Il gruppo di ricerca ha scelto di concentrarsi su un’applicazione particolarmente urgente, le retine artificiali che potrebbero in futuro restituire la vista ai non vedenti. Il team svedese, specializzato in nanomateriali e dispositivi elettronici, ha collaborato con ricercatori in Israele, Italia e Austria per ottimizzare la tecnologia. Esperimenti di ripristino della vista sono stati effettuati dal gruppo di Yael Hanein dell’Università di Tel Aviv, in Israele. Il gruppo di Yael Hanein è il leader mondiale nell’interfaccia tra l’elettronica e il sistema nervoso.

I risultati sono stati recentemente pubblicati nella prestigiosa rivista scientifica Advanced Materials.

Direct Electrical Neurostimulation with Organic Pigment Photocapacitors

Materiale fotoattivo

La retina consiste in diversi strati sottili di cellule. I neuroni sensibili alla luce nella parte posteriore dell’occhio convertono la luce incidente in segnali elettrici, mentre altre cellule elaborano gli impulsi nervosi e li trasmettono in avanti lungo il nervo ottico verso un’area del cervello nota come “corteccia visiva”. Una retina artificiale può essere impiantata chirurgicamente nell’occhio se la vista di una persona è andata persa a causa della degradazione delle cellule sensibili alla luce, divenendo così impossibile convertire la luce in impulsi elettrici.

Una matrice di pixel organici semitrasparenti su un foglio d'oro ultrasottile. Lo spessore di entrambe le isole organiche e l'oro sottostante è più di cento volte più sottile di un singolo neurone. Credito fotografico: Thor Balkhed
Una matrice di pixel organici semitrasparenti su un foglio d’oro ultrasottile. Lo spessore di entrambe, le isole organiche e l’oro sottostante, è oltre cento volte più sottile di un singolo neurone. Photo Credit: Thor Balkhed

La retina artificiale consiste in una sottile pellicola circolare di materiale fotoattivo ed è simile a un singolo pixel in un sensore di fotocamera digitale. Ogni pixel è veramente microscopico – circa 100 volte più sottile di una singola cella e ha un diametro inferiore al diametro di un capello umano. Esso è costituito da un pigmento di nanocristalli semiconduttori. Tali pigmenti sono economici e non tossici e sono comunemente usati nei cosmetici commerciali e negli inchiostri per tatuaggi.

“Abbiamo ottimizzato il film fotoattivo per la luce del vicino infrarosso, poiché i tessuti biologici, come ossa, sangue e pelle, sono più trasparenti a queste lunghezze d’onda. Ciò solleva la possibilità di altre applicazioni nell’uomo in futuro “,

afferma Eric Glowacki.

Ciambella microscopica

Eric Glowacki descrive la retina artificiale come una ciambella microscopica, con il pigmento contenente il cristallo nel mezzo e un piccolo anello di metallo attorno ad esso. Agisce senza connettori esterni e le cellule nervose si attivano senza ritardo.

“Il tempo di risposta deve essere breve se vogliamo ottenere il controllo della stimolazione delle cellule nervose”, afferma David Rand, ricercatore postdottorato presso l’Università di Tel Aviv.

“Qui, le cellule nervose vengono attivate direttamente. Abbiamo dimostrato che il nostro dispositivo può essere utilizzato per stimolare non solo i neuroni nel cervello ma anche i neuroni nelle retine non funzionanti. “

La redazione di Epylabs